NO328462B1 - Image projection system with polarization beam parts - Google Patents

Image projection system with polarization beam parts Download PDF

Info

Publication number
NO328462B1
NO328462B1 NO20020398A NO20020398A NO328462B1 NO 328462 B1 NO328462 B1 NO 328462B1 NO 20020398 A NO20020398 A NO 20020398A NO 20020398 A NO20020398 A NO 20020398A NO 328462 B1 NO328462 B1 NO 328462B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
light
polarization
elements
beam splitter
reflected
Prior art date
Application number
NO20020398A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20020398L (en
NO20020398D0 (en
Inventor
Douglas P Hansen
Raymond T Perkins
Eric W Gardner
Mark W Lund
Original Assignee
Moxtek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23429487&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO328462(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Moxtek filed Critical Moxtek
Publication of NO20020398D0 publication Critical patent/NO20020398D0/en
Publication of NO20020398L publication Critical patent/NO20020398L/en
Publication of NO328462B1 publication Critical patent/NO328462B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/142Adjusting of projection optics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/28Reflectors in projection beam
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3167Modulator illumination systems for polarizing the light beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

Denne oppfinnelse gjelder et bildeprojeksjonssystem for det synlige spektrum og som omfatter en polarisajonsstråledeler som reflekterer den ene lineære polarisasjon av lys og lar den andre polarisasjon lyset passere. Især angår oppfinnelsen et slikt system med en kompakt, lett stråledeler som omfatter flere langstrakte, reflekterende elementer som virker slik ved påtrykk av elektromagnetiske bølger fra et kildelys at de generelt sender ut eller lar passere én lyspolarisasjon mens den andre lyspolarisasjon blir reflektert. This invention relates to an image projection system for the visible spectrum and which comprises a polarization beam splitter which reflects one linear polarization of light and allows the other polarization of light to pass. In particular, the invention relates to such a system with a compact, lightweight beam splitter which comprises several elongated, reflective elements which act in such a way when electromagnetic waves from a source light are applied that they generally emit or allow one light polarization to pass while the other light polarization is reflected.

Polarisert lys er nødvendig i enkelte anvendelser, for eksempel projeksjon i flytekrystalldisplayer (LCD). Et slikt display omfatter typisk en lyskilde, optiske elementer, for eksempel linser for å samle lyset, en første polarisator som sender en første polarisasjon av lyset til krystallene, en gruppe ofte benevnt et array av slike krystaller for å modifisere lyspolairsasjonen for innkoding av bildeinformasjonen, midler for å adressere hvert bildeelement i arrayet for enten å endre eller beholde polarisasjonen, en andre polarisator (kalt en analysator) for å avvise det uønskede lys fra de valgte bildeelementer, og en skjerm som bildet fokuseres på. Polarized light is necessary in some applications, such as projection in liquid crystal displays (LCD). Such a display typically comprises a light source, optical elements, such as lenses for collecting the light, a first polarizer that sends a first polarization of the light to the crystals, a group often called an array of such crystals to modify the light polarization for encoding the image information, means for addressing each picture element in the array to either change or retain its polarization, a second polarizer (called an analyzer) to reject the unwanted light from the selected picture elements, and a screen on which the image is focused.

Det er mulig å bruke en og samme polarisasjonsstråledeler (PBS) som både den første og den andre polarisator. Hvis krystallarrayet er reflekterende, for eksempel et lysrør med flytekrystaller på silisium (LCOS), kan det reflektere strålen som kommer fra polarisatoren direkte tilbake til denne etter å ha kodet bildet ved å modifisere polarisasjonen av valgte bildeelementer. Et slikt system ble foreslått av Takanashi (US patent 5 239 322). Ideen ble videreutviklet av Fritz og Gold (US 5 513 023). Disse liknende fremgangsmåter utgjorde viktige fordeler ved optisk utlegging og ytelse. Imidlertid er ingen av disse blitt virkeliggjort i praksis på grunn av ulempene i forbindelse med konvensjonelle polarisasjonsstråledelere. Ulempene med å bruke konvensjonelle polarisasjonsstråledelere i projek-sjonsdisplay, omfatter bilder som ikke er lyse, har dårlig kontrast og uensartet fargebalanse eller intensitet (på grunn av uensartet ytelse over lyskonusen). I tillegg har mange konvensjonelle polarisasjonsstråledelere kort levetid på grunn av for mye varme, og de er dessuten svært kostbare. It is possible to use one and the same polarization beam splitter (PBS) as both the first and the second polarizer. If the crystal array is reflective, such as a liquid crystal on silicon (LCOS) fluorescent tube, it can reflect the beam coming from the polarizer directly back to it after encoding the image by modifying the polarization of selected picture elements. Such a system was proposed by Takanashi (US patent 5,239,322). The idea was further developed by Fritz and Gold (US 5,513,023). These similar methods provided important advantages in optical layout and performance. However, none of these have been realized in practice due to the disadvantages associated with conventional polarization beam splitters. The disadvantages of using conventional polarization beam splitters in projection displays include images that are not bright, have poor contrast and non-uniform color balance or intensity (due to non-uniform performance across the light cone). In addition, many conventional polarization beam splitters have a short life due to excessive heat and are also very expensive.

For at et slikt bildepolarisasjonssystem skal være kommersielt vellykket, må det kunne levere bilder som er betydelig bedre enn bildene fra konvensjonelle katodestrålerør (CRT)-TV-rør, på grunn av at det er sannsynlig at et slikt system vil være mer kostbart enn vanlig konvensjonell CRT-teknologi. Derfor må bildepolarisasjonssystemet levere (1) klare bilder med tilhørende farger eller fargebalanse, (2) ha god bildekontrast og (3) være så rimelig som mulig. En forbedret polarisasjonsstråledeler (PBS) utgjør en viktig etappe for å nå dette mål siden PBS'en er en begrensende komponent som bestemmer visningssystemets potensielle ytelse. For such an image polarization system to be commercially successful, it must be able to deliver images significantly better than those from conventional cathode ray tube (CRT) television tubes, due to the fact that such a system is likely to be more expensive than conventional conventional CRT technology. Therefore, the image polarization system must deliver (1) clear images with corresponding colors or color balance, (2) have good image contrast and (3) be as affordable as possible. An improved polarization beam splitter (PBS) represents an important step in achieving this goal since the PBS is a limiting component that determines the potential performance of the display system.

PBS-egenskapene som betydelig påvirker visningsytelsen er (1) vinkelåpningen eller f-faktoren, som polarisasjonen kan opprettholdes ved, (2) absorpsjonen eller energitapene tilknyttet bruken av PBS og (3) PBS-levetiden. I optikk beskriver vinkelåpningen eller f-faktoren vinkelen av lyskonusen som PBS kan bruke og opprettholde ønsket ytelse ved. Større konuser eller mindre f-faktor er ønskelig på grunn av at større konuser lar mer lys samles fra lyskilden, noe som fører til større energieffektivitet og mer kompakte systemer. The PBS properties that significantly affect display performance are (1) the angular aperture or f-factor at which polarization can be maintained, (2) the absorption or energy losses associated with the use of PBS, and (3) the PBS lifetime. In optics, the angular opening or f-factor describes the angle of the light cone at which the PBS can use and maintain the desired performance. Larger cones or smaller f-factor are desirable because larger cones allow more light to be collected from the light source, leading to greater energy efficiency and more compact systems.

Absorpsjons- og energitapene tilknyttet bruken av PBS påvirker naturligvis systemets lysstyrke siden jo mer lys som tapes i optikken, jo mindre lys blir det igjen som kan projiseres på skjermen. I tillegg vil mengden av lysenergi som absorberes av polarisatoren påvirke dens levetid, spesielt i slike bildeprojeksjonssystemer hvor lyset som passerer gjennom det optiske system er svært intenst med flere watt per kvadratcentimeter. Lys med en slik intensitet kan lett skade vanlige polarisatorer, for eksempel polaroidplater. Faktisk begrenser levetiden polarisatorer som kan brukes i slike anvendelser. The absorption and energy losses associated with the use of PBS naturally affect the system's brightness, since the more light that is lost in the optics, the less light is left that can be projected on the screen. In addition, the amount of light energy absorbed by the polarizer will affect its lifetime, especially in such image projection systems where the light passing through the optical system is very intense with several watts per square centimeter. Light of such intensity can easily damage ordinary polarizers, such as Polaroid plates. In fact, the lifetime limits polarizers that can be used in such applications.

Levetiden er også viktig, fordi at jo mindre og lettere projeksjonssystemene kan fremstilles, jo mindre kostbar og mer ønskelig blir produktet. For å oppnå dette må imidlertid lysintensiteten økes enda mer og ytterligere belaste PBS og således forkorte dens levetid. The lifespan is also important, because the smaller and lighter the projection systems can be produced, the less expensive and more desirable the product becomes. In order to achieve this, however, the light intensity must be increased even more and further strain the PBS and thus shorten its lifetime.

Et problem med konvensjonelle PBS-innretninger er dårlig konversjonseffektivitet som er den viktigste, kritiske ytelsesfaktor hos skjermer. Konversjonseffekti vi teten er et mål som beskriver hvor mye elektrisk effekt som blir krevet av lyskilden, som blir translatert til lysintensitetseffekt på skjermen eller panelet som er synlig for publikum. Denne uttrykkes som forholdet mellom den totale lyseffekt på skjermen dividert med den elektriske effekt som kreves av lyskilde. Konvensjonelle enheter er lumen per watt. Et høyere forhold er ønskelig av flere grunner, for eksempel vil en lav konversjonseffektivitet kreve en kraftigere lyskilde, med medførende større effekttilførsel, overskuddsvarme, større kabinetter osv. I tillegg kan alle disse konsekvensene av lav konversjonseffektivitet øke projek-sjonssystemets kostnader. A problem with conventional PBS devices is poor conversion efficiency which is the most important, critical performance factor of displays. Conversion efficiency vi teten is a measure that describes how much electrical power is required by the light source, which is translated into light intensity power on the screen or panel that is visible to the public. This is expressed as the ratio between the total light output on the screen divided by the electrical output required by the light source. Conventional units are lumens per watt. A higher ratio is desirable for several reasons, for example, a low conversion efficiency will require a more powerful light source, with the consequent greater power supply, excess heat, larger cabinets, etc. In addition, all these consequences of low conversion efficiency can increase the costs of the projection system.

En fundamental årsak til lav konversjonseffektivitet er dårlig optisk effektivitet, som står i direkte forhold til f-faktoren eller f-tallet til det optiske system. Et system som har et f-tall som er halvparten av f-tallet i et ellers tilsvarende system, har potensialet til å være fire ganger så effektivt i å samle lys fra en lyskilde. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe en forbedret polarisasjonsstråledeler (PBS) som gjør det mulig å utnytte lysenergien bedre ved å kunne tilby et vesentlig mindre, potensielt f-tall (større vinkelåpning) og følgelig øke konversjonseffektiviteten, målt i lumen/watt. A fundamental cause of low conversion efficiency is poor optical efficiency, which is directly related to the f-factor or f-number of the optical system. A system that has an f-number that is half the f-number of an otherwise equivalent system has the potential to be four times as efficient in gathering light from a light source. Consequently, it is desirable to provide an improved polarization beam splitter (PBS) which makes it possible to utilize the light energy better by being able to offer a significantly smaller, potential f-number (larger angular opening) and consequently increase the conversion efficiency, measured in lumens/watt.

Det finnes flere grunner til den dårlige ytelse i konvensjonelle polarisasjonsstråledelere når det gjelder konversjonseffektiviteten når de brukes som stråledelere i projeksjonssystemer. For det første virker gjeldende stråledelere dårlig hvis lyskilden ikke når dem i en viss vinkel (eller minst, en innenfor en smal vinkelkonus rundt denne hovedinnfallsvinkel). Avvikelsen av hovedstrålen fra denne vinkel vil få hver type av polarisasjonsstråledeleren til å avta i sin intensitet og svekke polarisasjonen, og/eller fargebalansen. Dette gjelder strålen som kommer fra lyskilden samt også strålen som reflekteres fra skjermen av flytekrystaller. Denne hovedvinkel avhenger av utformingen og konstruksjonen av PBS samt polarisasjonsmekanismens fysikk som anvendes i disse forskjellige stråledelere. Gjeldende, tilgjengelige stråledelere er ikke i stand til å virke effektivt i vinkler langt fra deres hovedpolarisasjonsvinkler i den synlige del av det elektromagnetiske spektrum. Denne begrensning gjør det mulig å implementere enkelte lovende, optiske arrangement og konvensjonelt lovende displayutforminger. There are several reasons for the poor performance of conventional polarization beamsplitters in terms of conversion efficiency when used as beamsplitters in projection systems. First, current beam splitters perform poorly if the light source does not reach them at a certain angle (or at least, one within a narrow cone of angle around this main angle of incidence). The deviation of the main beam from this angle will cause each type of polarization beam splitter to decrease in intensity and weaken the polarization, and/or the color balance. This applies to the beam coming from the light source as well as the beam reflected from the liquid crystal screen. This principal angle depends on the design and construction of the PBS as well as the physics of the polarization mechanism used in these different beam splitters. Current, available beam splitters are not able to operate efficiently at angles far from their main polarization angles in the visible part of the electromagnetic spectrum. This limitation makes it possible to implement certain promising optical arrangements and conventionally promising display designs.

Selv om hovedstrålen treffer polarisatoren i den beste vinkel for å separere de to polarisasjonene, kan andre stråler ikke avvike langt fra denne vinkel før de visuelle kvalitetene degraderes. Dette er en alvorlig mangel i fremvisningsutstyr på grunn av at lyset som treffer polarisatoren må være sterkt konvergerende eller divergerende for å gjøre effektiv bruk av lyset som emitteres fra typiske lyskilder. Dette uttrykkes vanligvis i f-tallet i det optiske system. For en enkelt linse er f-tallet forholdet mellom åpningen og fokuslengden. For optiske elementer generelt, defineres f-tallet som Although the main beam hits the polarizer at the best angle to separate the two polarizations, other beams cannot deviate far from this angle before the visual qualities are degraded. This is a serious shortcoming in display equipment because the light hitting the polarizer must be highly converging or diverging to make effective use of the light emitted from typical light sources. This is usually expressed in the f-number in the optical system. For a single lens, the f-number is the ratio of the aperture to the focal length. For optical elements in general, the f-number is defined as

F/# = 1/(2 n sin d) F/# = 1/(2 n sin d)

hvor n er brytningsindeksen i rommet som det optiske element er anbrakt i og # er halvparten av konusvinkelen. Jo mindre f-tall desto større er den utstrålende fluks <j>c som fanges av linsen og desto mer effektiv vil innretningen være for å vise et lyst bilde. Brytningsfluksen øker etter det omvendte kvadrat av F/#. I en optisk rekke vil det optiske element med den største F/# være den begrensende faktor i den optiske effektivitet. For display som bruker tradisjonelle polarisatorer, er det begrensende element nesten alltid polarisatoren og således begrenser PBS konversjonseffektiviteten. Det vil derfor være en fordel å kunne utvikle en type PBS som har en mindre F/# enn det som finnes i dag. where n is the refractive index in the space in which the optical element is placed and # is half the cone angle. The smaller the f-number, the greater the radiating flux <j>c which is captured by the lens and the more efficient the device will be to display a bright image. The refraction flux increases as the inverse square of F/#. In an optical array, the optical element with the largest F/# will be the limiting factor in the optical efficiency. For displays using traditional polarizers, the limiting element is almost always the polarizer and thus PBS limits the conversion efficiency. It would therefore be an advantage to be able to develop a type of PBS that has a smaller F/# than what exists today.

På grunn av at tradisjonelle polarisatorer med liten F/# ikke har vært tilgjengelige, har utviklerne typisk forsøkt å øke konversjonseffektiviteten ved å spesifisere en mindre, lysere lyskilde. Slike kilder har typisk buelamper, men de krever kostbare kraftforsyningsenheter som både er tunge og store og som krever konstant kjøling under drift. Kjølevifter forårsaker uønsket støy og vibrasjon. Dette gjør projektorer og liknende fremvisningsutstyr uegnet. Igjen vil en PBS med liten F/# effektivt kunne samle lys fra en laveffektiv, stille, konvensjonell lyskilde. Because traditional small F/# polarizers have not been available, developers have typically attempted to increase conversion efficiency by specifying a smaller, brighter light source. Such sources typically have arc lamps, but they require expensive power supply units that are both heavy and large and require constant cooling during operation. Cooling fans cause unwanted noise and vibration. This makes projectors and similar display equipment unsuitable. Again, a PBS with a small F/# will be able to effectively collect light from a low efficiency, quiet, conventional light source.

Andre viktige ulemper ved konvensjonelle polarisasjonsstråledelere er lav slukking, noe som fører til dårlig kontrast i bildet. Slukkingen er forholdet mellom lys som sendes gjennom polarisatoren av uønsket polarisering og lyset som forkastes av uønsket polarisasjon. I et effektivt display må dette forhold opprettholdes til en minimumsverdi over hele lyskjeglen som passerer gjennom PBS. Derfor er det ønskelig å tilveiebringe en polarisasjonsstråledeler som har et høyt slukkenivå som fører til et bilde av høy kontrast. Other important disadvantages of conventional polarization beam splitters are low extinction, which leads to poor contrast in the image. Extinction is the ratio of light transmitted through the polarizer of undesired polarization to the light rejected by undesired polarization. In an effective display, this ratio must be maintained at a minimum value over the entire cone of light passing through the PBS. Therefore, it is desirable to provide a polarization beam splitter that has a high extinction level leading to a high contrast image.

En tredje ulempe med konvensjonelle polarisasjonsstråledelere er en ikke-ensartet respons over hele det synlige spektrum, eller dårlig fargetrohet. Resultatet er dårlig fargebalanse noe som fører til ytterligere mangel på effektivitet i projeksjons-visningsystemet ettersom lys fra sterke farger må forkastes for å oppta svakhetene i polarisasjonsstråledeleren. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe en forbedret polarisasjonsstråledeler som har en ensartet respons over hele det synlige spektrum (eller god fargetrohet) og som gjør et bilde med god fargebalanse med bedre effektivitet. Stråledeleren må være akromatisk snarere enn å forringe de projiserte farger og må ikke tillate overlapping mellom polarisasjonene, siden dette vil svekke bildets skarphet og kontrast. Disse egenskapene må gjelde over alle deler av polarisasjonen og over alle vinkler av innfallende lys som oppstår ved polarisatorene. Uttrykket "spatisk" er blitt brukt (R.C. Jones, Journ. Optical Soc. Amer. 39, 1058, 1949) for å beskrive en polarisator som konserverer overlappende områder, romvinkel og den relative intensitetsfordeling av bølgelengder i den polariserte stråle. En PBS som både tjener som polarisator og analysator må være spatisk for både overføring og refleksjon, selv i lysstråler med stor vinkelåpning. A third disadvantage of conventional polarization beam splitters is a non-uniform response across the entire visible spectrum, or poor color fidelity. The result is poor color balance which leads to further inefficiency in the projection display system as light from strong colors must be rejected to accommodate the weaknesses in the polarization beam splitter. Accordingly, it is desirable to provide an improved polarization beam splitter which has a uniform response over the entire visible spectrum (or good color fidelity) and which renders an image with good color balance with better efficiency. The beam splitter must be achromatic rather than degrading the projected colors and must not allow overlap between the polarizations, as this will degrade image sharpness and contrast. These properties must apply over all parts of the polarization and over all angles of incident light occurring at the polarizers. The term "spatial" has been used (R.C. Jones, Journ. Optical Soc. Amer. 39, 1058, 1949) to describe a polarizer that preserves overlapping areas, solid angle, and the relative intensity distribution of wavelengths in the polarized beam. A PBS that serves as both polarizer and analyzer must be spasmatic for both transmission and reflection, even in light beams with a large angle aperture.

En fjerde ulempe med konvensjonelle polarisasjonsstråledelere er den korte levetid. Mange konvensjonelle polarisasjonsstråledelere utsettes for svekkelse forårsaket av for mye varme og fotokjemiske reaksjoner. Følgelig er det ønskelig å tilveiebringe en forbedret polarisasjonsstråledeler som kan motstå en intens fotonfluks i flere tusen timer uten å vise tegn på svekkelse. I tillegg er det ønskelig å tilveiebringe en polarisasjonsstråledeler som kan fremstilles økonomisk i stor skala. A fourth disadvantage of conventional polarization beam splitters is the short lifetime. Many conventional polarization beam splitters suffer from degradation caused by excessive heat and photochemical reactions. Accordingly, it is desirable to provide an improved polarization beam splitter which can withstand an intense photon flux for several thousand hours without showing signs of deterioration. In addition, it is desirable to provide a polarization beam splitter that can be produced economically on a large scale.

Behovet for å oppfylle disse og andre kriterier har ført til bare noen få typer polarisatorer for praktisk bruk i projeksjonssystemer. Mange forsøk er blitt gjort for både å inkludere en bred vinkelåpning og en polarisasjon med høy trohet i samme stråledelerinnret-ning. Resultatene av disse anstrengelsene er beskrevet nedenfor. Tynnfilmstøyfiltre er den type polarisator som er nevnt oftest for å få frem en polarisasjonsstråledeler som også kan brukes som analysator. MacNeille var den første til å beskrive en slik polarisator som var effektiv over hele spektralområdet (US patentskrift nr. 2 403 731). Den består av flere lag av tynn film som står diagonalt i forhold til innfallende lys, typisk inne i en glassterning, som gjør den stor og tung sammenliknet med platepolairsatoren. Videre må den utformes fra en enkelt innfallsvinkel, vanligvis 45°, og dens ytelse er dårlig hvis innfallslyset avviker fra denne innfallsvinkel med så mye som 2°. The need to meet these and other criteria has led to only a few types of polarizers for practical use in projection systems. Many attempts have been made to include both a wide angle aperture and a high fidelity polarization in the same beam splitter device. The results of these efforts are described below. Thin film noise filters are the type of polarizer that is mentioned most often to produce a polarization beam splitter that can also be used as an analyzer. MacNeille was the first to describe such a polarizer that was effective over the entire spectral range (US Patent No. 2,403,731). It consists of several layers of thin film that are diagonal to the incident light, typically inside a glass cube, which makes it large and heavy compared to the plate polarizer. Furthermore, it must be designed from a single angle of incidence, typically 45°, and its performance is poor if the incident light deviates from this angle of incidence by as much as 2°.

Andre har forbedret konstruksjonen (f.eks. J. Mouchart, J. Begel og E. Duda, Applied Optics 25, 2847-2853, 1989; og L. Li og J.A. Dobrowolski, Applied Optics 13, 2221-2225, 1996). Alle disse fant det nødvendig å redusere bølgelengdeområdet vesentlig hvis vinkelåpningen skulle økes. Dette kan gjøres i enkelte konstruksjoner (US patentskrift 5 658 060 og 5 798 819, hvor den optiske utformingen deler lyset i passende fargebånd før det ankommer ved polarisasjonsstråledeleren. På denne måte er det mulig å redusere kravene til spektralbåndbredde på stråledeleren og ekspandere dens vinkelåpning, men de ekstra komponenter og kompleksiteten øker kostnadene, størrelsen og vekten i systemet betydelig. Others have improved the design (eg, J. Mouchart, J. Begel and E. Duda, Applied Optics 25, 2847-2853, 1989; and L. Li and J.A. Dobrowolski, Applied Optics 13, 2221-2225, 1996). All of these found it necessary to significantly reduce the wavelength range if the angular opening was to be increased. This can be done in some designs (US Patent 5,658,060 and 5,798,819, where the optical design divides the light into suitable color bands before it arrives at the polarization beam splitter. In this way, it is possible to reduce the spectral bandwidth requirements of the beam splitter and expand its angular opening, however, the additional components and complexity significantly increase the cost, size and weight of the system.

Likevel kom disse forbedrede stråledelerkubene på markedet og er tilgjengelige fra kjente distributører, for eksempel Balzers og OCLI. De kan tilby en F/# på f/2,5 - f/2,8 som er en betydelig forbedring i forhold til det som var tilgjengelig for bare to år siden, men fremdeles langt fra området på F/1,2 - F/2,0 som er helt innenfor andre viktige komponenter i optiske projeksjonssystemer. Hvis disse f-tallene nås kan systemeffektiviteten forbedret med så mye som en faktor på 4. Det gjør det også mulig å foreta tidligere umulige konstruk-sjonskompromisser for å oppnå andre formål, for eksempel minsket fysisk størrelse og vekt, lavere kostnader osv. Nevertheless, these improved beam splitter cubes came on the market and are available from well-known distributors, such as Balzers and OCLI. They can offer an F/# of f/2.5 - f/2.8 which is a significant improvement over what was available just two years ago, but still far from the range of F/1.2 - F /2.0 which is completely within other important components of optical projection systems. If these f-numbers are reached, system efficiency can be improved by as much as a factor of 4. It also makes it possible to make previously impossible design compromises to achieve other objectives, for example reduced physical size and weight, lower costs, etc.

I en annen teknologi enn synlig optikk, nemlig radar, er trådgittere blitt brukt på en vellykket måte for å polarisere lange radarbølgelengder. In a technology other than visible optics, namely radar, wire gratings have been used successfully to polarize long radar wavelengths.

Disse polarisatorer med trådgitter er også blitt brukt som reflektorer. De er også kjent i optiske komponenter for infrarødt lys (IR), hvor de brukes hovedsakelig som polarisasjonselementer for overføringen. These wire grid polarizers have also been used as reflectors. They are also known in optical components for infrared (IR) light, where they are used mainly as polarization elements for the transmission.

Selv om det ikke er blitt vist, har enkelte foreslått bruk av en polarisator med trådgitter i displayer i den synlige del av spekteret. For eksempel foreslo Grinberg (US patentskrift 4 688 897) at en polarisator med trådgitter kunne tjene både som reflektor og en elektrode (men ikke samtidig som en analysator) for et display med flytekrystaller. Although it has not been demonstrated, some have suggested the use of a wire grid polarizer in displays in the visible part of the spectrum. For example, Grinberg (US Patent 4,688,897) proposed that a wire-grid polarizer could serve as both a reflector and an electrode (but not simultaneously as an analyzer) for a liquid crystal display.

Andre har foreslått mulig bruk av en polarisator med trådgitter i stedet for en dikroisk polarisator for å forbedre effektiviteten i virtuelle bildedisplayer (se US 5 383 053). Behovet for kontrast eller slutting i gitterpolarisatoren blir imidlertid utelatt og gitteret brukes hovedsakelig som en polarisasjonsfølsom strålestyringsinnretning. Den tjener ikke til å brukes som analysator eller polarisator i patentskriftet 5 383 053. Det fremgår også fra teksten at en bredbånds polarisasjonskubestråledeler ville ha kunnet gjøre samme tjeneste hvis dette hadde vært tilgjengelig. Denne teknologi blir imidlertid forkastet for å være for innskrenket når det gjelder godkjent vinkel eller til og med funksjon, samtidig som den er alt for kostbar. Others have suggested the possible use of a wire grating polarizer instead of a dichroic polarizer to improve efficiency in virtual image displays (see US 5,383,053). However, the need for contrast or slope in the grating polarizer is omitted and the grating is used mainly as a polarization-sensitive beam steering device. It does not serve to be used as an analyzer or polarizer in patent document 5 383 053. It also appears from the text that a broadband polarizing cube beam splitter would have been able to perform the same service if this had been available. However, this technology is rejected for being too limited in terms of approved angle or even function, while being far too expensive.

Et annet patentskrift (US patentskrift 4 679 910) beskriver bruk av en gitterpolarisator i et bildesystem utformet for prøving av IR-kameraer og andre IR-instrumenter. I dette tilfelle krever applikasjonen en stråledeler for infrarødt med lang bølgelengde hvor en gitterpolarisator er den eneste praktiske løsning. Patentet foreslår ikke anvendelse av det synlige området eller nevner behovet for en stor vinkelåpning. Heller ikke foreslår det behovet for effektiv konversjon av lys i et synbart bilde eller behovet for bredbåndsut-førelse. Another patent (US Patent 4,679,910) describes the use of a grating polarizer in an imaging system designed for testing IR cameras and other IR instruments. In this case, the application requires a beam splitter for long-wavelength infrared where a grating polarizer is the only practical solution. The patent does not suggest the use of the visible area or mention the need for a large angle opening. Nor does it suggest the need for efficient conversion of light into a visible image or the need for broadband performance.

Andre patentskrifter finnes også for trådgitterpolarisatorer i den infrarøde del av spekteret (US patentskrift 4 514 479, 4 743 093 og 5 177 635, for eksempel). Med unntakelse av de tidligere nevnte unntakelser, legges det vekt på transmisjonsytelsen til polarisatoren i IR-spekteret. Other patents also exist for wire grating polarizers in the infrared part of the spectrum (US Patents 4,514,479, 4,743,093 and 5,177,635, for example). With the exception of the previously mentioned exceptions, emphasis is placed on the transmission performance of the polarizer in the IR spectrum.

Disse referanser viser at det har vært kjent i mange år at trådgitter kan fungere generelt som polarisatorer. Ikke desto mindre har de åpenbart ikke vært foreslått og utviklet for bildeprojeksjonssystemer. En mulig årsak til at trådgitterpolarisatorer ikke er blitt anvendt i det synlige spektrum, er produksjonsvanskeligheter. US patentskrift 4 514 479 beskriver en fremgangsmåte for holografisk eksponering av fotoresist og etterfølgende etsning i et ioneanlegg for å fremstille en trådgitterpolarisator for det nære infrarøde område. I US patentskrift 5 122 907 blir små, langstrakte ellipseformer av metall bakt inn i en transparent matrise som deretter blir strukket for å tilpasse metallellipsene til deres lange akser, i en viss grad. Selv om den oppførte stråle er polarisert, reflekterer ikke innretningen godt nok. Videre har de ellipseformede partikler ikke blitt gjort tilstrekkelig små for å kunne anvendes i den synlige del av det elektromagnetiske spekteret. These references show that it has been known for many years that wire gratings can function generally as polarizers. Nevertheless, they have obviously not been proposed and developed for image projection systems. One possible reason why wire grid polarizers have not been used in the visible spectrum is manufacturing difficulties. US patent 4,514,479 describes a method for holographic exposure of photoresist and subsequent etching in an ion plant to produce a wire grating polarizer for the near infrared region. In US Patent 5,122,907, small, elongated ellipses of metal are baked into a transparent matrix which is then stretched to conform the metal ellipses to their long axes, to some degree. Even if the projected beam is polarized, the device does not reflect well enough. Furthermore, the elliptical particles have not been made sufficiently small to be used in the visible part of the electromagnetic spectrum.

Følgelig har praktiske anvendelser generelt vært begrenset til de lengre bølge-lengder i IR-spekteret. Consequently, practical applications have generally been limited to the longer wavelengths in the IR spectrum.

En annen polarisator av kjent teknikk oppnår mye finere linjer ved nær-vinkelevaporativdeponering (US patentskrift 4 456 515). Dessverre har linjene så små tverrsnitt at samvirkningen med det synlige lys er svakt og således blir den optiske effektivitet for dårlig for bruk ved fremstilling av bilder. Som i flere av disse kjente teknikker, har denne innretning tråder med form og mellomrom som for en stor del er tilfeldig. Slik tilfeldig plassering svekker ytelsen på grunn av at områder med nærliggende elementer ikke overfører godt nok og områder med bredere anbrakte elementer har dårlig reflekteirngsevne. Den resulterende grad av polarisering (slukking) blir mindre enn maksimal hvis en eller begge disse tingene oppstår, noe som er ganske sikkert hvis plasseringen er så vilkårlig. Another prior art polarizer achieves much finer lines by near-angle evaporative deposition (US Patent 4,456,515). Unfortunately, the lines have such small cross-sections that the interaction with the visible light is weak and thus the optical efficiency is too poor for use in the production of images. As in several of these known techniques, this device has threads with shapes and spaces that are largely random. Such random placement weakens the performance because areas with nearby elements do not transmit well enough and areas with wider placed elements have poor reflectivity. The resulting degree of polarization (quenching) will be less than maximum if one or both of these things occur, which is quite certain if the placement is so arbitrary.

For perfekt (og nesten perfekt) regularitet, gjelder matematikken utviklet for gitteret også. Omvendt gir spredningsteorien for vilkårlige tråder (selv om de har samme retning) den beste beskrivelse. Spredning fra en enkelt, sylindrisk tråd er blitt beskrevet (H.C. Van de Hulst, Light Scattering by Small Particles, Dover, 1981). Nåværende giftere med vilkårlig tråd, har tråder bakt inn i substratet. Ikke bare er trådenes posisjon vilkårlig, men også diametrene. Det er klart at fasene mellom de spredte strålene vil bli tilfeldig, slik at refleksjonen ikke vil bli strengt speilende og at overgangen ikke vil beholde sin høye rom-eller bildetrohet. En svekkelse av lysstrålen vil hindre dens bruk for overføring av høyoppløste, høytetthets bilder. For perfect (and near perfect) regularity, the math developed for the lattice also applies. Conversely, the scattering theory for arbitrary threads (even if they have the same direction) gives the best description. Scattering from a single, cylindrical wire has been described (H.C. Van de Hulst, Light Scattering by Small Particles, Dover, 1981). Current random thread couplers have threads baked into the substrate. Not only is the position of the threads arbitrary, but so are the diameters. It is clear that the phases between the scattered rays will be random, so that the reflection will not be strictly specular and that the transition will not retain its high spatial or image fidelity. An attenuation of the light beam will prevent its use for transmission of high-resolution, high-density images.

Ingenting i tidligere teknikk indikerer eller foreslår at en ordnet rekke av tråder kan eller bør brukes over hele det synlige området som en spatisk PBS, i det minste ved de vinkler som kreves når den både tjener som polarisator og analysator. Vanskeligheten med å fremstille de smale, høye og jevnt plasserte tråder som kreves for en slik bruk er blitt beskrevet ganske omfattende (se Zeitner m.fl. Applied Optics, 38, 11, s. 2177-2181 (1999) og Schnabel m.fl. Optical Engineering 18, 2, s. 220-226 (1999)). Følgelig er det ikke overraskende at tidligere teknikk for bildeprojeksjon ikke foreslår bruk av en spatisk PBS som del av en displayinnretning. Nothing in the prior art indicates or suggests that an ordered array of filaments can or should be used over the entire visible range as a spatic PBS, at least at the angles required when serving as both a polarizer and an analyzer. The difficulty of producing the narrow, tall and evenly spaced threads required for such use has been described quite extensively (see Zeitner et al. Applied Optics, 38, 11, pp. 2177-2181 (1999) and Schnabel et al. .Optical Engineering 18, 2, pp. 220-226 (1999)). Consequently, it is not surprising that the prior art for image projection does not suggest the use of a spatic PBS as part of a display device.

Tamada og Marsumoto (US patentskrift 5 748 368) beskriver en trådgitterpolarisator som både virker i det infrarøde og en del av det synlige spektrum. Imidlertid er den basert på den ide at store, bredt anlagte tråder vil skape resonans og polarisasjon i en uventet kort bølgelengde i det synlige området. Imidlertid virker denne innretning bare godt over et smalt bånd av synlige bølgelengder og ikke over hele det synlige spektrum. Den er derfor ikke egnet for bruk for å fremstille bilder i alle farger. Følgelig er en slik innretning ikke praktisk for bildefremvisning, på grunn av at en polarisator må være vesentlig akromatisk for et bildeprojeksjonssystem. Tamada and Marsumoto (US patent 5,748,368) describe a wire grid polarizer that works both in the infrared and part of the visible spectrum. However, it is based on the idea that large, widely spaced wires will create resonance and polarization in an unexpectedly short wavelength in the visible range. However, this device only works well over a narrow band of visible wavelengths and not over the entire visible spectrum. It is therefore not suitable for use in producing images in all colours. Accordingly, such a device is not practical for image projection, due to the fact that a polarizer must be substantially achromatic for an image projection system.

En annen grunn til at trådgitterpolarisatorer er blitt oversett, er den vanlige og vedvarende antakelse at ytelsen til en typisk trådgitterpolarisator blir svekket når lysets stråleinnfallsvinkel blir stor (G.R. Bird og M. Parrish jr., "The Wire Grid as a Near-Infrared Polarizer", J. Opt. Soc. Am., 50, s. 886-891 (1960), Handbook of Optics, Michael Bass, vol. II, s. 3-34, McGraw-Hill (1995)). Det finnes ingen rapporter om konstruksjoner som vil virke godt i innfallsvinkler større enn 35° i den synlige del av spekteret. Heller ikke har noen påvist viktige utformingsfaktorer som forårsaker denne begrensning av innfallsvinkelen. Denne begrensede oppfatning om utforming blir større når man oppdager at en vellykket stråledeler vil levere gode ytelser i både overføring og refleksjon samtidig. Another reason why wire grid polarizers have been overlooked is the common and persistent assumption that the performance of a typical wire grid polarizer is degraded as the beam incidence angle of the light becomes large (G.R. Bird and M. Parrish Jr., "The Wire Grid as a Near-Infrared Polarizer" , J. Opt. Soc. Am., 50, pp. 886-891 (1960), Handbook of Optics, Michael Bass, vol. II, pp. 3-34, McGraw-Hill (1995)). There are no reports of structures that will work well at angles of incidence greater than 35° in the visible part of the spectrum. Nor has anyone demonstrated important design factors that cause this limitation of the angle of incidence. This limited perception of design becomes greater when one discovers that a successful beam splitter will deliver good performance in both transmission and reflection at the same time.

Dette viktige punkt fortjener oppmerksomhet. Den utstrakte litteratur og patent-historie for trådgitterpolarisatorer i IR- og det synlige spektrum har nesten helt bare fokusert på deres bruk som overføringspolarisator og ikke på de reflektive egenskaper. Trådgitterpolarisatorer er blitt forsøkt og rapportert innen teknikklitteratur i mange tiår og er blitt stadig mer vanlig siden 1960-årene. Til tross for det omfattende arbeid som er blitt utført på dette område har det vært svært liten, om i det hele tatt, noen detaljert diskusjon om fremstilling og bruk av trådgitterpolarisatorer som reflektive polarisatorer og ingenting i litteraturen om deres bruk som både overførings- og refleksjonspolarisatorer samtidig, noe som vil være nødvendig i en spatisk polarisasjonsstråledeler for bruk i bildefremvisningsinnretninger. Ut fra den manglende diskusjon i litteraturen, vil en nøktern gransker komme til den slutning at en potensiell bruk av trådgitterpolarisatorer som bredbånds, synlig stråledelere ikke er fremtredende, eller at det var vanlig underforstått på det tekniske område at deres bruk i en slik anvendelse ikke var praktisk. This important point deserves attention. The extensive literature and patent history for wire grating polarizers in the IR and visible spectrum has focused almost entirely on their use as a transmission polarizer and not on their reflective properties. Wire-grid polarizers have been tried and reported in the technical literature for many decades and have become increasingly common since the 1960s. Despite the extensive work that has been done in this area, there has been very little, if any, detailed discussion of the fabrication and use of wire grating polarizers as reflective polarizers and nothing in the literature regarding their use as both transmission and reflection polarizers at the same time, which would be necessary in a spatial polarization beam splitter for use in image display devices. Based on the lack of discussion in the literature, a sober examiner will come to the conclusion that a potential use of wire grating polarizers as broadband, visible beam splitters is not prominent, or that it was commonly understood in the technical field that their use in such an application was not practical.

Siden de konvensjonelle polarisatorer beskrevet ovenfor var de eneste som var tilgjengelige, var det umulig for Takanashi (US patentskrift 5 239 322) å redusere sin pro-jeksjonsinnretning til å utføre alt unntatt de mest rimelige resultater. Ingen polarisator var tilgjengelig som leverte en ytelse som var påkrevet for Takanashi-oppfinnelsen, nemlig akromatisme over den synlige del av spekteret, bredvinkeltilpasning, små tap ved overføring og refleksjon av de ønskede lyspolarisasjoner og et godt slukkeforhold. Since the conventional polarizers described above were the only ones available, it was impossible for Takanashi (US Patent No. 5,239,322) to reduce his projection apparatus to perform all but the most reasonable results. No polarizer was available that provided the performance required for the Takanashi invention, namely achromatism over the visible part of the spectrum, wide-angle matching, low transmission and reflection losses of the desired light polarizations, and a good extinction ratio.

Det finnes flere viktige trekk ved et bildefremvisningssystem som krever spesial-isert ytelse for overføring og refleksjon. Fra en projektor må produktet av p-polarisasjons-overføring og s-polarisasjonsrefleksjon (RsTP) være store hvis et kildelys skal effektivt kunne legges på skjermen. På den annen side er det viktig for oppløsningen og kontrasten som behøves for å oppnå høy informasjonstetthet på skjermen, at det ovennevnte produkt There are several important features of an image display system that require specialized performance for transmission and reflection. From a projector, the product of p-polarization transmission and s-polarization reflection (RsTP) must be large if a source light is to be effectively placed on the screen. On the other hand, it is important for the resolution and contrast needed to achieve a high information density on the screen, that the above-mentioned product

(RPTS) er svært liten (dvs. transmisjonen av s-polarisert lys multiplisert med refleksjonen av p-polarisert lys må være liten). (RPTS) is very small (ie the transmission of s-polarized light multiplied by the reflection of p-polarized light must be small).

Et annet viktig trekk er en bred godkjennelsesvinkel. Godkjennelsesvinkelen må være stor hvis lyset som samles fra lyskilden, og følgelig konversjonseffektiviteten, skal maksimeres. Det er ønskelig at lyskjeglen (enten divergerende eller konvergerende) med halwinkler større enn 20° kan godkjennes. Another important feature is a wide approval angle. The acceptance angle must be large if the light collected from the light source, and therefore the conversion efficiency, is to be maximized. It is desirable that the light cone (either diverging or converging) with half angles greater than 20° can be approved.

En viktig konsekvens av evnen til å akseptere større lyskjegler og arbeide godt innenfor større vinkler er at den optiske utformingen av bildesystemet ikke lenger blir begrenset. Konvensjonelle lyskilder kan så brukes med sine fordeler med lave kostnader, kjølig drift, liten størrelse og vekt. En lang rekke vinkler kan gjøre det mulig for konstruktøren å posisjonere de andre optiske elementer i gunstige stillinger for å forbedre displayets størrelse og drift. An important consequence of the ability to accept larger light cones and work well within larger angles is that the optical design of the imaging system is no longer limited. Conventional light sources can then be used with their advantages of low cost, cool operation, small size and weight. A wide variety of angles can enable the designer to position the other optical elements in favorable positions to improve the display's size and operation.

Et annet viktig trekk er størrelse og vekt. Den konvensjonelle teknologi krever bruk av en glasskube. Denne kube innebærer enkelte krav og belastninger i systemet. Kravene omfatter behovet for å håndtere termisk last på dette store stykke glass og behovet for høykvalitetsmaterialer uten belastende dobbeltbrytninger osv., noe som innebærer ekstra kostnader. I tillegg innebærer den ekstra vekt og størrelsen av selve kuben, vanskeligheter. Således er det ønskelig at stråledeleren ikke opptar for mye plass og ikke veier for meget. Another important feature is size and weight. The conventional technology requires the use of a glass cube. This cube involves certain requirements and loads in the system. The requirements include the need to handle thermal load on this large piece of glass and the need for high quality materials without burdensome birefringence etc., which entails additional costs. In addition, the extra weight and size of the cube itself means difficulties. Thus, it is desirable that the beam splitter does not take up too much space and does not weigh too much.

Et annet viktig trekk er soliditeten. Moderne lyskilder genererer svært høye termiske stigninger i polarisatoren umiddelbart etterat lyset blir slått på. Som best kan dette forårsake termisk bipolarisering som kan forårsake overkopling mellom polarisasjonene. Videre kan den lange varigheten av eksponering mot intenst lys forårsake at noen materialer endrer sine egenskaper (typisk gulning av fotooksidering). Således er det ønskelig at stråledeleren kan motstå høye temperaturer samt lange perioder av intens bestråling fra en lyskilde. Another important feature is the solvency. Modern light sources generate very high thermal rises in the polarizer immediately after the light is switched on. At best, this can cause thermal bipolarization which can cause switching between the polarizations. Furthermore, the long duration of exposure to intense light can cause some materials to change their properties (typical yellowing from photooxidation). Thus, it is desirable that the beam splitter can withstand high temperatures as well as long periods of intense irradiation from a light source.

Enda et annet viktig trekk er ensartet slukking (eller kontrast) av stråledeleren over lysets innfallende kjegle. En tynnfilmsstabelpolarisator av McNeille-typen frembringer polarisert lys på grunn av forskjell i reflektivitet i S-polarisert lys i motsetning til p-polarisert lys. Siden definisjonen av S- og P-polarisering avhenger av lysstrålens innfallingsplan som endrer retning innenfor lyskjeglens innfalling mot polarisatoren, virker ikke McNeille-polarisatoren like godt over hele kjeglen. Denne svakhet i McNeille-polarisatorer er godt kjent. Svakheten må forsøkes løst i projeksjonssystemer ved å begrense lyskjeglens vinkelstørrelse og ved kompensering andre steder i det optiske system ved bruk av ekstra optiske komponenter. Denne fundamentale svakhet i McNeille-prismene øker kostnadene og kompleksiteten i gjeldende projeksjonssystemer og begrenser systemytelsen gjennom begrensninger i f-tallet eller stråledelerens optiske effektivitet. Yet another important feature is uniform extinction (or contrast) of the beam splitter across the incident cone of light. A McNeille-type thin film stack polarizer produces polarized light due to the difference in reflectivity in S-polarized light as opposed to p-polarized light. Since the definition of S and P polarization depends on the plane of incidence of the light beam which changes direction within the cone of light incident on the polarizer, the McNeille polarizer does not work equally well across the cone. This weakness of McNeille polarizers is well known. The weakness must be resolved in projection systems by limiting the angular size of the light cone and by compensating elsewhere in the optical system using additional optical components. This fundamental weakness of the McNeille prisms increases the cost and complexity of current projection systems and limits system performance through limitations in the f-number or beam splitter optical efficiency.

Andre viktige trekk omfatter tilpasningsevnen. Produksjonskostnader og vedlike-hold blir begge direkte påvirket av monteringskriteriene. Disse kostnadene kan vesentlig reduseres med komponenter som ikke krever lavtoleranseitlpasninger. Other important features include adaptability. Production costs and maintenance are both directly affected by the assembly criteria. These costs can be significantly reduced with components that do not require low-tolerance fittings.

Følgelig vil det være fordelaktig å utvikle et bildeprojeksjonssystem som kan klare bilder og god bildekontrast og som ikke er dyre. Det vil også være fordelaktig å utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som kan utnytte divergerende lys (eller ha et mindre F/#-forhold), som kan gjøre effektiv bruk av lysenergien eller som har en stor konversjonseffektivitet, og som videre er holdbar. Det vil også være fordelaktig å kunne utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som har et høyt slukkeforhold, ensartet respons over hele det synlige spektrum, god fargetrohet, som er spatisk, robust og som kan motstå termiske stigninger. Det vil også være fordelaktig å kunne utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som kan posisjoneres ved vesentlig enhver innfallsvinkel, slik at betydelige konstruksjonshindringer ikke oppstår på bildeprojeksjonssystemet, men som tillater en stor grad at konstruksjons-fleksibilitet. Det vil også være fordelaktig å kunne utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som effektivt sender p-polarisert lys og reflekterer s-polarisert lys over alle vinkler i hele den innfallende lyskjegle. Det vil også være fordelaktig å kunne utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som er lett i vekt og kompakt. Det vil også være en fordel å utvikle et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som er lett å tilpasse. Kombinering av alle disse trekkene i en enkelt projek-sjonsinnretning vil innebære et betydelig fremskritt i teknikken. Consequently, it would be advantageous to develop an image projection system that can clear images and have good image contrast and that is not expensive. It would also be advantageous to develop an image projection system with a polarization beam splitter that can utilize divergent light (or have a smaller F/# ratio), that can make efficient use of the light energy or that has a high conversion efficiency, and that is also durable. It would also be advantageous to be able to develop an image projection system with a polarization beam splitter which has a high extinction ratio, uniform response over the entire visible spectrum, good color fidelity, which is spatic, robust and which can withstand thermal rises. It would also be advantageous to be able to develop an image projection system with a polarization beam splitter which can be positioned at essentially any angle of incidence, so that significant constructional obstacles do not arise on the image projection system, but which allows a large degree of construction flexibility. It would also be advantageous to be able to develop an image projection system with a polarization beam splitter that effectively transmits p-polarized light and reflects s-polarized light over all angles in the entire incident light cone. It would also be advantageous to be able to develop an image projection system with a polarization beam splitter that is light in weight and compact. It would also be advantageous to develop an image projection system with a polarization beam splitter that is easy to adapt. Combining all these features in a single projection device will involve a significant advance in the technique.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem som tilveiebringer klare bilder med god bildekontrast og som er rimelig. It is therefore an object of the invention to provide an image projection system which provides clear images with good image contrast and which is affordable.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som utnytter avvikende lys (eller har et mindre F/#-forhold), effektivt bruker lysenergien, har god konversjonseffektivitet og som er holdbar. It is further an object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter that utilizes divergent light (or has a smaller F/# ratio), efficiently uses the light energy, has good conversion efficiency and is durable.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler med et høyt slukkeforhold, en ensartet respons over hele det synlige spektrum, god fargetrohet, som er spatisk, robust og som mottar termiske stigninger. It is a further object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter with a high extinction ratio, a uniform response over the entire visible spectrum, good color fidelity, which is spatic, robust and which receives thermal rises.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som selektivt kan rette hver eller begge de overførte og reflekterte polariserte stråler i vesentlig enhver vinkel. It is a further object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter which can selectively direct each or both of the transmitted and reflected polarized beams at substantially any angle.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som fungerer tilfredsstillende når den er posisjonert i forhold til lyskildestrålen ved vesentlig enhver innfallingsvinkel. It is a further object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter which functions satisfactorily when it is positioned in relation to the light source beam at essentially any angle of incidence.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som effektivt sender p-polarisert lys og reflekterer s-polarisert lys over alle vinkler innenfor lyskilden, men som også kan fungere for å sende s-polarisert lys og reflektere p-polarisert lys samtidig. It is further an object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter which effectively transmits p-polarized light and reflects s-polarized light over all angles within the light source, but which can also function to transmit s-polarized light and reflect p-polarized lights at the same time.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som er lett i vekt, kompakt, robust og som er lett å tilpasse. It is a further object of the invention to provide an image projection system with a polarization beam splitter which is light in weight, compact, robust and which is easy to adapt.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en polarisasjonsstråledeler for bruk i et bildeprojeksjonssystem. It is a further object of the invention to provide a polarization beam splitter for use in an image projection system.

Disse og andre formål og fordeler ved oppfinnelsen realiseres i et bildeprojeksjonssystem med en polarisasjonsstråledeler som fortrinnsvis er en trådgitterpolarisator. Stråledeleren med trådgitterpolarisasjon har et generelt parallelt arrangement av tynne, langstrakte elementer. Arrangementet er konfigurert og elementene blir tilpasset for å virke sammen med elektromagnetiske bølger av kildelysstrålen for generelt å overføre en lyspolarisasjon gjennom elementene og reflektere den andre polarisasjon fra elementene. Lys med en polarisasjon som er innrettet vinkelrett på et plan som omfatter minst et av elementene og retningen av det innfallende lys, blir overført og danner en overført stråle. Den motsatte polarisasjon, eller lys med en polarisasjon som er innrettet parallelt med planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, blir reflektert og danner en reflektert stråle. These and other objects and advantages of the invention are realized in an image projection system with a polarization beam splitter which is preferably a wire grid polarizer. The beam splitter with wire grating polarization has a generally parallel arrangement of thin, elongated elements. The arrangement is configured and the elements are adapted to interact with electromagnetic waves of the source light beam to generally transmit one polarization of light through the elements and reflect the other polarization from the elements. Light with a polarization that is aligned perpendicular to a plane that includes at least one of the elements and the direction of the incident light is transmitted and forms a transmitted beam. The opposite polarization, or light with a polarization that is aligned parallel to the plane comprising at least one of the elements and the direction of the incident light beam, is reflected and forms a reflected beam.

Systemet omfatter en lyskilde for å frembringe en for det meste inne-polarisert, synlig lysstråle. Polarisasjonsstråledeleren er anbrakt nær lyskilden i lysstrålen. Systemet omfatter også en rekke reflekterende, flytekrystaller. Rekken kan være anbrakt nær polarisasjonsstråledeleren i enten den reflekterte eller overførte stråle. Rekken modulerer strålens polarisasjon og frembringer en modulert stråle. Rekken er innrettet for å rette den modulerte stråle til stråledeleren. Arrangementet med elementer i stråledeleren virker sammen med elektromagnetiske bølger i den modulerte stråle for igjen generelt å overføre en polarisasjon og reflektere den andre. Således definerer den reflekterte del av den modulerte stråle en andre, reflektert stråle, mens den sendte del danner den andre, sendte stråle. Rekken endrer polarisasjonen av strålen for å kode bildeinformasjon på den modulerte stråle. Stråledeleren separerer den modulerte polarisasjon fra den ikke-modulerte stråle og frembringer således bildet som er synlig på en skjerm. The system includes a light source to produce a mostly internally polarized, visible light beam. The polarization beam splitter is placed close to the light source in the light beam. The system also includes a number of reflective floating crystals. The array may be located close to the polarization beam splitter in either the reflected or transmitted beam. The array modulates the polarization of the beam and produces a modulated beam. The array is arranged to direct the modulated beam to the beam splitter. The arrangement of elements in the beam splitter interacts with electromagnetic waves in the modulated beam to again generally transmit one polarization and reflect the other. Thus, the reflected part of the modulated beam defines a second, reflected beam, while the transmitted part forms the second, transmitted beam. The array changes the polarization of the beam to encode image information on the modulated beam. The beam splitter separates the modulated polarization from the unmodulated beam and thus produces the image that is visible on a screen.

En skjerm er anbrakt enten i den andre, reflekterte, andre sendte stråle. Hvis rekken er anbrakt i den reflekterte stråle, vil skjermen være anbrakt i den andre, sendte stråle. Hvis rekken er anbrakt i den sendte stråle, vil skjermen være anbrakt i den andre, reflekterte stråle. A screen is placed either in the second, reflected, second transmitted beam. If the array is located in the reflected beam, the screen will be located in the other, transmitted beam. If the array is located in the transmitted beam, the screen will be located in the second, reflected beam.

I motsetning til tidligere store, tunge stråledelere, er stråledeleren ifølge oppfinnelsen en generelt plan plate. Stråledeleren er også effektiv og tilveiebringer større lyseffektivitet i systemet. In contrast to previous large, heavy beam splitters, the beam splitter according to the invention is a generally flat plate. The beam splitter is also efficient and provides greater light efficiency in the system.

Ifølge et aspekt ved oppfinnelsen er stråledeleren i stand til å kunne innrettes i forhold til lysstrålen og den modulerte stråle ved innfallende vinkler mellom omtrent 0 og 80°. According to one aspect of the invention, the beam splitter is capable of being aligned in relation to the light beam and the modulated beam at incident angles between approximately 0 and 80°.

I samsvar med enda et aspekt ved oppfinnelsen har lysstrålen en anvendelig, dirigerende kjegle med en halv vinkel mellom omtrent 12 og 25°. Stråledeleren brukes ved et lite F-tall, fortrinnsvis mellom omtrent 1,2 og 2,5. In accordance with yet another aspect of the invention, the light beam has a useful directing cone with a half angle between about 12 and 25°. The beam splitter is used at a small F number, preferably between approximately 1.2 and 2.5.

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen har stråledeleren en konversjonseffektivitet på minst 50 % definert av produktet av s-polarisasjonen av reflektert lys og p-polarisasjonen av sendt lys (R/Tp). I tillegg er det s-polariserte, sendte lys og det p-polariserte, reflekterte lys begge mindre enn 5 %. Videre er andelen reflektert lys og andelen av sendt lys i den modulerte stråle større enn omtrent 67 %. According to another aspect of the invention, the beam splitter has a conversion efficiency of at least 50% defined by the product of the s-polarization of reflected light and the p-polarization of transmitted light (R/Tp). In addition, the s-polarized, transmitted light and the p-polarized, reflected light are both less than 5%. Furthermore, the proportion of reflected light and the proportion of transmitted light in the modulated beam is greater than approximately 67%.

Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen kan systemet omfatte en forpolarisator anbrakt mellom lyskilden og stråledeleren og/eller en etter-polarisator anbrakt mellom stråledeleren og skjermen. According to another aspect of the invention, the system may comprise a pre-polarizer placed between the light source and the beam splitter and/or a post-polarizer placed between the beam splitter and the screen.

De nevnte formål oppnås med en bildeprojeksjonssystem som angitt i innledningen, og som har de karakteristiske trekk som angitt i krav 1. Fremgangsmåten for projisering av et bilde har de karakteristisk trekk som angitt i krav 13. Foretrukne utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. The aforementioned objects are achieved with an image projection system as stated in the introduction, which has the characteristic features as stated in claim 1. The method for projecting an image has the characteristic features as stated in claim 13. Preferred embodiments of the invention are stated in the independent claims .

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i forbindelse med utførelseseksempler og under henvisning til tegningsifgurene, hvor fig. IA er et skjematisk riss av den generelle virkemåten av en foretrukket utførelse av et bildeprojeksjonssystem ifølge oppfinnelsen som anvender en trådgitterpolarisasjonsstråledeler, fig. IB og 1C er skjematiske riss av bildeprojeksjonssystemet ifølge oppfinnelsen i forskjellige konfigurasjoner, fig. 2A er en grafisk fremstilling som viser forholdet mellom bølgelengde og transmittansen for både S- og P-polarisasj onene av en foretrukket utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 2B er en grafisk fremstilling som viser forholdet mellom bølgelengde og reflektansen for både S- og P-polarisasj onene i en foretrukket utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 2C er en grafisk fremstilling som viser forholdet mellom bølgelengde og effektivitet og over-føringsslukking av en foretrukket utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 3 er en grafisk fremstilling som viser ytelsen av en foretrukket utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, som funksjon av innfallsvinkelen, fig. 4A er en grafisk fremstilling som viser den teoretiske ytelse av en alternativ utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 4B er en grafisk fremstilling som viser den teoretiske slukkeytelse i en alternativ utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 4C er en grafisk fremstilling som viser den teoretiske slukkeytelse i en alternativ utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 5A er et skjematisk riss av den generelle virkemåte av en alternativ utførelse av et bildeprojeksjonssystem ifølge oppfinnelsen, fig. 5B og 5C er skjematiske riss av bildeprojeksjonssystemet ifølge oppfinnelsen i forskjellige konfigurasjoner, fig. 6 er et skjematisk riss av den generelle virkemåte av en alternativ ut-førelse av bildeprojeksjonssystemet ifølge oppfinnelsen, fig. 7 er et perspektivriss av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen, fig. 8 er et snitt fra siden av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen. In the following, the invention will be described in more detail in connection with design examples and with reference to the drawing figures, where fig. 1A is a schematic diagram of the general operation of a preferred embodiment of an image projection system according to the invention employing a wire grating polarization beam splitter, FIG. 1B and 1C are schematic views of the image projection system according to the invention in different configurations, fig. 2A is a graphical representation showing the relationship between wavelength and the transmittance for both the S and P polarizations of a preferred embodiment of the wire grid polarization beam splitter according to the invention, fig. 2B is a graphical representation showing the relationship between wavelength and the reflectance for both the S and P polarizations in a preferred embodiment of the wire grid polarization beam splitter according to the invention, fig. 2C is a graphical representation showing the relationship between wavelength and efficiency and transmission extinction of a preferred embodiment of the wire grating polarization beam splitter according to the invention, FIG. 3 is a graphical representation showing the performance of a preferred embodiment of the wire grating polarization beam splitter according to the invention, as a function of the angle of incidence, fig. 4A is a graphical representation showing the theoretical performance of an alternative embodiment of the wire grating polarization beam splitter according to the invention, FIG. 4B is a graphical representation showing the theoretical extinguishing performance in an alternative embodiment of the wire grid polarization beam splitter according to the invention, fig. 4C is a graphical representation showing the theoretical extinguishing performance in an alternative embodiment of the wire grid polarization beam splitter according to the invention, fig. 5A is a schematic view of the general operation of an alternative embodiment of an image projection system according to the invention, fig. 5B and 5C are schematic views of the image projection system according to the invention in different configurations, fig. 6 is a schematic diagram of the general operation of an alternative embodiment of the image projection system according to the invention, fig. 7 is a perspective view of the wire grating polarization beam splitter according to the invention, fig. 8 is a side section of the wire grating polarization beam splitter according to the invention.

Det vil nå bli henvist til tegningene hvor de forskjellige elementer i oppfinnelsen vil bli gitt nummerbenevnelser og hvor oppfinnelsen vil bli omtalt for at en fagmann kan utføre og bruke oppfinnelsen. Reference will now be made to the drawings where the various elements of the invention will be given numerical designations and where the invention will be described so that a person skilled in the art can carry out and use the invention.

Som vist på fig. IA er en visningsoptisk rekke av et bildeprojeksjonssystem ifølge oppfinnelsen benevnt generelt med 10. Bildeprojeksjonssystemet 10 har fortrinnsvis en trådgitterpolarisator som stråledeler, benevnt generelt ved 14. Trådgitterpolarisasjonsstråledeleren 14 (WGP-PBS) reflekterer effektivt lys av en polarisasjon fra en kilde 20 til en rekke av flytekrystaller 26 og sender deretter effektivt det reflekterte lys med motsatt polarisasjon til en visningsskjerm 25. As shown in fig. IA is a display optical array of an image projection system according to the invention designated generally at 10. The image projection system 10 preferably has a wire grating polarizer as a beam splitter, designated generally at 14. The wire grating polarization beam splitter 14 (WGP-PBS) effectively reflects light of one polarization from a source 20 to a series of floating crystals 26 and then efficiently transmits the reflected light of opposite polarization to a display screen 25.

For tilstrekkelig optisk effektivitet må WGP-PBS 14 ha en høy reflektivitet (Rs) av den ønskede polarisasjon fra lyskilden 20 og må ha høy transmisivitet (TP) av den motsatte polarisasjon fra krystallrekken 26. Konversjonseffektiviteten er proporsjonal med produktet av disse to, RsTP, slik at en mangel av en faktor kan kompenseres i en viss utstrekning av en forbedring i den andre. For sufficient optical efficiency, the WGP-PBS 14 must have a high reflectivity (Rs) of the desired polarization from the light source 20 and must have a high transmissivity (TP) of the opposite polarization from the crystal array 26. The conversion efficiency is proportional to the product of these two, RsTP, so that a deficiency in one factor can be compensated to a certain extent by an improvement in the other.

Eksempler på gitterpolarisasjonsstråledelere 14 ifølge oppfinnelsen viser fortrinnsvis følgende egenskaper som viser fordelene med å bruke en WGP-PBS 14 ifølge oppfinnelsen både som polarisator og analysator i fremvisningsinnretninger for den synlige del av spekteret. Teoretiske beregninger av ytterligere forbedringer viser at også bedre polarisasjonsstråledelere vil kunne være tilgjengelige. Examples of grating polarization beam splitters 14 according to the invention preferably show the following properties which show the advantages of using a WGP-PBS 14 according to the invention both as polarizer and analyzer in display devices for the visible part of the spectrum. Theoretical calculations of further improvements show that better polarization beam splitters will also be available.

På fig. 2A og 2B vises den målte overføringsevne og reflektivitet for både S- og P-polarisasjoner av en WGP-PBS. På fig. 2C er effektiviteten av WGP-PBS vist som produkt av overføringsevne og reflektivitet. I tillegg er slukkingen også vist på fig. 2C. På fig. 2A-2C er WGP-PBS innrettet for å reflektere S-polarisasjonen og sende P-polarisasjonen ved innfallingsvinkler på 30°, 45°og 60°. I et bildeprojeksjonssystem, som for eksempel en projektor, må produktet av en reflekterte S-polarisasjon og sendte P-polarisasj on (RsTp) være større hvis lyskilden skal kunne plasseres effektivt på skjermen. For at den nødvendige oppløsning for høy informasjonstetthet på skjermen, er det på den annen side viktig at kon-versjonsproduktet (RpTs) er svært liten (dvs. at sendingen av S-polarisert lys multiplisert med refleksjonen av P-polarisert lys må være liten). Det vil fremgå av figurene at trådgitterpolarisasjonsstråledeleren ifølge oppfinnelsen oppfyller disse standardene over hele spekteret uten svekkelse på grunn av Rayleigh-resonans eller andre fenomener. In fig. 2A and 2B show the measured transmittance and reflectivity for both S and P polarizations of a WGP-PBS. In fig. 2C, the efficiency of WGP-PBS is shown as the product of transmittance and reflectivity. In addition, the extinguishing is also shown in fig. 2C. In fig. 2A-2C, the WGP-PBS is arranged to reflect the S-polarization and transmit the P-polarization at incidence angles of 30°, 45°, and 60°. In an image projection system, such as a projector, the product of a reflected S-polarization and transmitted P-polarization (RsTp) must be greater if the light source is to be placed effectively on the screen. For the necessary resolution for high information density on the screen, on the other hand, it is important that the conversion product (RpTs) is very small (i.e. that the transmission of S-polarized light multiplied by the reflection of P-polarized light must be small) . It will be seen from the figures that the wire grating polarization beam splitter according to the invention meets these standards over the entire spectrum without impairment due to Rayleigh resonance or other phenomena.

Et annet viktig trekk er en bred godkjennelsesvinkel. Denne må være stor hvis lys som samles fra lyskilden, og følgelig konversjonseffektiviteten, skal maksimeres. På fig. 3 er det vist ytelsen fra en trådgitterpolarisasjonsstråledeler ifølge oppfinnelsen for forskjellige deler av lyskjeglen sentrert rundt den optiske akse med en innfallsvinkel på 45°. På fig. 3 er det en første referansevinkel vinkelen i innfallsplanet mens den andre referansevinkel er vinkelen i planet vinkelrett på innfallsplanet. Det vil fremgå at WGP-PBS ifølge oppfinnelsen kan godta lyskj egler (enten divergerende eller konvergerende) med halve vinkler mellom omtrent 12 og 25°. Another important feature is a wide approval angle. This must be large if light collected from the light source, and consequently the conversion efficiency, is to be maximized. In fig. 3 shows the performance of a wire grating polarization beam splitter according to the invention for different parts of the light cone centered around the optical axis with an angle of incidence of 45°. In fig. 3, a first reference angle is the angle in the plane of incidence, while the second reference angle is the angle in the plane perpendicular to the plane of incidence. It will be seen that the WGP-PBS according to the invention can accept light cones (either divergent or converging) with half angles between approximately 12 and 25°.

På fig. 4A-4C indikerer teoretiske beregninger for en alternativ utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren at betydelige større lyskjegler og/eller andre forbedringer er mulige. Fig. 4A og 4B viser det teoretiske resultat over slukking i en trådgitterpolarisasjonsstråledeler med en periode p redusert til 130 nm. I tillegg er gitterhøyden eller tykkelsen 130 nm, linjemellomsromsforholdet 0,48, substratspordybden 50 nm og substratet BK7, glass. Det vil fremgå av fig. 4A at resultatet blir gruppert nærmere enn resultatet vist på fig. 2C. Følgelig kan ytelsen forbedres ved å redusere perioden P. Det vil også fremgå av fig. 4B at slukkingen blir betydelig øket sammenliknet med fig. 2C. In fig. 4A-4C, theoretical calculations for an alternative embodiment of the wire grating polarization beam splitter indicate that significantly larger light cones and/or other improvements are possible. Fig. 4A and 4B show the theoretical result of quenching in a wire grating polarization beam splitter with a period p reduced to 130 nm. In addition, the grating height or thickness is 130 nm, the line spacing ratio is 0.48, the substrate groove depth is 50 nm, and the substrate is BK7, glass. It will appear from fig. 4A that the result is grouped closer than the result shown in fig. 2C. Consequently, the performance can be improved by reducing the period P. It will also appear from fig. 4B that the quenching is significantly increased compared to fig. 2C.

Fig. 4C viser den teoretiske slukking i enda en alternativ utførelse av trådgitterpolarisasjonsstråledeleren med perioden p ytterligere redusert. Bølgelengden er 420 nm og innfallingsvinkelen er 30°. Det skal bemerkes at slukkingen øker markant ettersom perioden p blir redusert. Fig. 4C shows the theoretical quenching in yet another alternative embodiment of the wire grating polarization beam splitter with the period p further reduced. The wavelength is 420 nm and the angle of incidence is 30°. It should be noted that the quenching increases markedly as the period p is reduced.

Som vist ovenfor er en viktig følge av evnen til å akseptere større lyskjegler med en WGP-PBS, som vil arbeide godt i store vinkler, at PBS ikke lenger begrenser den optiske utformingen av bildefremvisningssystemet. Således kan konvensjonelle lyskilder brukes med fordelen av lavere kostnader, kjøligere drift, mindre størrelse og lav vekt. Det store området av vinkler som WGP-PBS vil arbeide over, gjør det mulig å posisjonere de andre optiske elementer i gunstige stillinger for å forbedre displayets størrelse og bruk. På fig. IB og 1C er det vist utformingsfleksibiliteten frembrakt av det brede området av vinkler i PBS ifølge oppfinnelsen. Som vist på fig. IB kan lyskilden 20 og rekken 26 anbringes tettere sammen, idet begge har en relativt liten innfallsvinkel i forhold til PBS 14. En slik konfigurasjon er fordelaktig for å oppnå en kompakt utforming av komponentene i systemet 10. Alternativt, og som vist på fig. 1C, kan lyskilden 20 og rekken 26 være anbrakt lengre fra hverandre, idet begge har en relativt stor innfallsvinkel. Det skal bemerkes at i hvert tilfelle varierer innfallsvinklene meget fra 45°-vinkelen som typisk kreves ved tradisjonelle stråledelere. As shown above, an important consequence of the ability to accept larger light cones with a WGP-PBS, which will work well at wide angles, is that the PBS no longer limits the optical design of the image display system. Thus, conventional light sources can be used with the advantage of lower costs, cooler operation, smaller size and light weight. The large range of angles over which the WGP-PBS will work allows the other optical elements to be positioned in favorable positions to improve the display's size and use. In fig. 1B and 1C, the design flexibility brought about by the wide range of angles in the PBS according to the invention is shown. As shown in fig. IB, the light source 20 and the row 26 can be placed closer together, as both have a relatively small angle of incidence in relation to the PBS 14. Such a configuration is advantageous for achieving a compact design of the components in the system 10. Alternatively, and as shown in fig. 1C, the light source 20 and the row 26 can be placed further apart, since both have a relatively large angle of incidence. It should be noted that in each case the angles of incidence vary greatly from the 45° angle typically required in traditional beam splitters.

Andre egenskaper ved trådgittere gir fordeler for fremvisningsenheter. Konvensjonell teknologi krever bruk av en glasskube. Denne kube innebærer enkelte krav og ulemper for systemet. Kravene omfatter behovet for å takle termisk belastning i dette store stykke glass, behovet for høykvalitetsmaterialer uten belastende dobbeltbrytning osv., noe som innebærer ytterligere kostnader og større vekt og omfang av selve kuben. WGP-PBS ifølge oppfinnelsen er fordelaktig en oppdelt eller mønstret tynnfilm som ikke opptar mye plass og ikke veier noe særlig. Den kan også integreres med, eller tas med i andre optiske elementer som for eksempel fargefiltre for ytterligere å minske delantallet, vekten og omfanget av projeksjonssystemet. Other properties of wire mesh provide advantages for display units. Conventional technology requires the use of a glass cube. This cube entails certain requirements and disadvantages for the system. The requirements include the need to cope with thermal stress in this large piece of glass, the need for high-quality materials without burdensome birefringence, etc., which entails additional costs and greater weight and bulk of the cube itself. The WGP-PBS according to the invention is advantageously a divided or patterned thin film that does not take up much space and does not weigh much. It can also be integrated with, or included in, other optical elements such as color filters to further reduce the number of parts, the weight and the scope of the projection system.

WGP-PBS ifølge oppfinnelsen er også svært robust. Moderne lyskilder genererer svært høye termiske stigninger i polarisatoren umiddelbart etterat lyset blir slått på. Som best kan dette forårsake termisk og belastende dobbeltfokuseringer som forårsaker overlapping mellom polarisasjonene. Som verst kan den avlaminere flerlagspolarisatoren eller forårsake at den sementerte overgangen i kubusstråledeleren går fra hverandre. Videre forårsaker den lange eksponeringsvarigheten mot intenst lys at enkelte materialer endrer sine egenskaper (typisk gulning på grunn av fotooksidering). Trådgitterpolarisasjonsstråle-delere er imidlertid fremstilt av et kjemisk inert metall som festes godt til glass eller andre substrater. Disse har vist å kunne motstå høye temperaturer samt lange perioder av intens bestråling fra lyskilden. The WGP-PBS according to the invention is also very robust. Modern light sources generate very high thermal rises in the polarizer immediately after the light is switched on. At best, this can cause thermal and strain double-focusing that causes overlap between the polarizations. At worst, it can delaminate the multilayer polarizer or cause the cemented junction in the cube beam splitter to break apart. Furthermore, the long duration of exposure to intense light causes some materials to change their properties (typically yellowing due to photooxidation). However, wire grating polarization beam splitters are made of a chemically inert metal that adheres well to glass or other substrates. These have proven to be able to withstand high temperatures as well as long periods of intense irradiation from the light source.

WGP-PBS ifølge oppfinnelsen er også svært lett å tilpasse. Det er en enkelt del som må justeres for å rette kildestrålen mot rekken av flytekrystaller. Dette er den samme enkle fremgangsmåte som brukes for et flatt speil. Det finnes også et annet justeringsparameter, nemlig vinkeldreiningen rundt normalen på WGP-overflaten. Dette bestemmer innretningen av polariseringen i lysstrålen. Denne justering er ikke kritisk på grunn av at WGP fungerer som sin egen analysator og kan ikke komme ut av justering i denne betydning. Hvis det finnes andre polarisasjonselementer i den optiske rekke, bør WGP-PBS innrettes i forhold til deres polarisasjon, men litt ut av justering er ikke kritisk på grunn av: ifølge Malus' lov gjør en vinkel variasjon svært liten forskjell i intensiteten som sendes av polarisatoren hvis deres polarisasjonsakser er nær ved å være parallelle (eller vinkelrette). The WGP-PBS according to the invention is also very easy to adapt. There is a single part that must be adjusted to direct the source beam at the row of floating crystals. This is the same simple procedure used for a flat mirror. There is also another adjustment parameter, namely the angular rotation about the normal of the WGP surface. This determines the orientation of the polarization in the light beam. This adjustment is not critical because WGP acts as its own analyzer and cannot get out of adjustment in this sense. If there are other polarization elements in the optical array, the WGP-PBS should be aligned with respect to their polarization, but slightly out of alignment is not critical because: according to Malus' law, an angular variation makes very little difference in the intensity transmitted by the polarizer if their polarization axes are close to being parallel (or perpendicular).

For å kunne konkurrere med vanlige polarisatorer, må produktet RsTP være nedsenket omtrent 50 %. Dette representerer en nedre beregning som bare er praktisk hvis WGP-PBS kan samle vesentlig mer lys fra lyskilden enn konvensjonelle polarisasjonsstråledelere. Beregningen på 50 %, fra en antakelse om at den beste, konvensjonelle stråledeler, en moderne McNeille-kubestråledeler, kan levere en f/# på f/2,5, som best. Et optisk system som var dobbelt så raskt, eller som kunne samle dobbelt så mye lys, ville da hatt en f/# på 1/V2 for denne verdi, eller f/1,8 som er en rimelig f/# i optiske bildeprojeksjonssystemer. Et system som er dobbelt så raskt, og derfor kan samle dobbelt så mye lys fra kilden, vil omtrent kompensere for faktorminskningen på 2 i RgTP-produktet over den konvensjonelle kubestråledeleren og føre til en tilsvarende projeksjonssystemytelse. Siden WGP-PBS potensielt faktisk kan brukes ned under fl 1,2 (en faktor med økning på 4), vil denne tilsynelatende lave grense fremdeles frembringe svært lyse bilder. Naturligvis vil et RsTP-produkt som er over denne minimumsverdi gi en enda bedre ytelse. In order to compete with conventional polarizers, the product RsTP must be submerged by approximately 50%. This represents a lower calculation that is only practical if the WGP-PBS can collect significantly more light from the light source than conventional polarization beam splitters. The 50% calculation, from an assumption that the best conventional beam splitter, a modern McNeille cube beam splitter, can deliver an f/# of f/2.5, at best. An optical system that was twice as fast, or that could collect twice as much light, would then have an f/# of 1/V2 for this value, or f/1.8 which is a reasonable f/# in optical image projection systems. A system that is twice as fast, and therefore can collect twice as much light from the source, will roughly compensate for the factor of 2 reduction in the RgTP product over the conventional cube beam splitter and lead to an equivalent projection system performance. Since WGP-PBS can potentially actually be used down below fl 1.2 (a factor of 4 increase), this apparently low limit will still produce very bright images. Naturally, an RsTP product that is above this minimum value will give an even better performance.

En annen viktig faktor er kontrasten i bildet, som definert av forholdet mellom lysintensiteten og mørke bildeelementer. En av de viktige fordelene med WGP-PBS, er forbedret kontrast over alle innfallsvinkler sammenliknet med tidligere kubestråledelere, for eksempel McNeille-prismen. McNeille-prismen produserer lys ved å dra fordel av forskjellen i reflektivitet i S- v P-polarisasj onen ved enkelte vinkler. Siden S- og P-polarisasjonen er definert i forhold til innfallingsplanet, dreier den effektive S- og P-polarisasjonen fra en bestemt stråle i en lyskjegle i forhold til strålen langs den optiske akse blant forskjellige stråler innenfor lyskjeglen. Konsekvensen av denne adferd er det velkjente samlevinkelsproblem hvor slukkingen av polarisatoren blir vesentlig redusert for enkelte vinkelområder innenfor lyskjeglen som passerer gjennom polarisasjonsstråledeleren, noe som vesentlig reduserer den gjennomsnittlige kontrast over kjeglen. Another important factor is the contrast in the image, as defined by the ratio between the light intensity and dark image elements. One of the important advantages of WGP-PBS is improved contrast over all angles of incidence compared to previous cube beam splitters, such as the McNeille prism. The McNeille prism produces light by taking advantage of the difference in reflectivity in the S v P polarization at certain angles. Since the S and P polarization are defined relative to the plane of incidence, the effective S and P polarization from a particular beam in a light cone relative to the beam along the optical axis varies among different rays within the light cone. The consequence of this behavior is the well-known collection angle problem where the extinction of the polarizer is significantly reduced for certain angular areas within the light cone that pass through the polarization beam splitter, which significantly reduces the average contrast over the cone.

WGP-PBS anvender seg på den annen side av en annen fysisk mekanisme for å oppnå polarisasjon av lys, og som for en stor del unngår dette problemet. Denne forskjellen i adferd skyldes det faktum at polarisasjonen forårsakes av trådgittere i stråledeleren som har samme innretning i rom uansett innfallingsplanet for en bestemt stråle i lyskj eglen. Selv om innfallingsplanet for en bestemt stråle er den samme når den skjer i en McNeille-prisme eller en WGP, er polarisasjonseffekten bare avhengig av innfallingsplanet når det gjelder McNeille-prismen, vil dette innebære at den samlede vinkelytelse i WGP er svært forbedret i forhold til den som leveres av kubestråledeleren. WGP-PBS, on the other hand, uses a different physical mechanism to achieve polarization of light, which to a large extent avoids this problem. This difference in behavior is due to the fact that the polarization is caused by wire gratings in the beam splitter which have the same arrangement in space regardless of the plane of incidence of a particular beam in the light cone. Although the plane of incidence for a particular beam is the same when incident into a McNeille prism or a WGP, the polarization effect is only dependent on the plane of incidence in the case of the McNeille prism, this would imply that the overall angular performance in the WGP is greatly improved over that provided by the cube beam splitter.

Det faktum at funksjonen av WGP-PBS er uavhengig av innfallingsplanet, innebærer at WGP-PBS faktisk kan brukes med tråder eller elementer innrettet i enhver retning. Den foretrukne utførelse av oppfinnelsen har elementene innrettet parallelt med aksen som polarisatoren vippes rundt, slik at lyset faller mot WGP-PBS i en vinkel. Denne innretning er å foretrekke siden den får polarisasjonseffektene av overflaterefleksjonene fra substratet til å komme i tillegg til polarisasjonseffektene fra gitteret. Det er imidlertid mulig å frembringe en WGP-PBS som kan fungere for å reflektere P-polarisasj onen og sende S-polarisasjonen (som er nøyaktig motsatt av det som generelt er blitt beskrevet heri) over enkelte områder av innfallingsvinklene ved å dreie gitterelementene, slik at de står vinkelrett på WGP-PBS-aksens helning. Likeledes kan gitterelementene plasseres i en vilkårlig vinkel i forhold til vippeaksen for å oppnå en WGP-PBS som kan sende og reflektere lys med po-larisasjoner tilpasset projeksjonen av denne vilkårlige vinkel på lysstrålens bølgefront. Det vil derfor fremgå at WGP-PBS som reflekterer P-polarisasj onen og sender S-polarisasjonen, eller som reflekterer og sender lys med polarisasjonen innrettet i en vilkårlig vinkel, er om-fattet av denne oppfinnelse. The fact that the function of WGP-PBS is independent of the plane of incidence means that WGP-PBS can actually be used with threads or elements aligned in any direction. The preferred embodiment of the invention has the elements aligned parallel to the axis around which the polarizer is tilted, so that the light falls on the WGP-PBS at an angle. This arrangement is preferable since it causes the polarization effects of the surface reflections from the substrate to be added to the polarization effects from the grating. However, it is possible to produce a WGP-PBS that can function to reflect the P polarization and transmit the S polarization (which is exactly the opposite of what has generally been described herein) over certain ranges of the angles of incidence by rotating the grating elements, as that they are perpendicular to the inclination of the WGP-PBS axis. Likewise, the grating elements can be placed at an arbitrary angle in relation to the tilt axis to obtain a WGP-PBS that can transmit and reflect light with polarizations adapted to the projection of this arbitrary angle on the light beam's wavefront. It will therefore appear that WGP-PBS which reflects the P polarization and transmits the S polarization, or which reflects and transmits light with the polarization aligned at an arbitrary angle, is covered by this invention.

Den samlede vinkelytelsens fordel ifølge WGP-PBS gir en mer ensartet kontrast over hele lyskjeglen og er en av grunnene til at WGP egner seg for svært små f-tall. Men naturligvis er ikke dette den eneste faktor som påvirker bildekontrasten. Bildekontrasten styres i en stor utstrekning av en liten lekkasje av uønsket polarisasjon,men i dette tilfelle er produktet TsRp ikke det eneste parameter på grunn av billedgenereringsrekken som ligger i sekvensen etter det første møtet med stråledeleren, men før den andre, og som finner sted i produksjonen av bildekontrasten. Følgelig vil endelig systemkontrasten avhenge av lysrørsytelsen samt polarisasjonsslukkingen. Imidlertid kan lavere grenser for den nødven-dige stråledelerytelsen bestemmes ut fra den antakelse at lysrørytelsen er tilstrekkelig for at den kan antas å ha en vesentlig ubegrenset kontrast. I dette tilfelle vil systemkontrasten avhenge helt av stråledelerytelsen. The overall angular performance advantage according to WGP-PBS gives a more uniform contrast over the entire light cone and is one of the reasons why WGP is suitable for very small f-numbers. But of course this is not the only factor that affects image contrast. The image contrast is controlled to a large extent by a small leakage of unwanted polarization, but in this case the product TsRp is not the only parameter due to the image generation sequence that lies in the sequence after the first encounter with the beam splitter, but before the second, and which takes place in the production of the image contrast. Consequently, the final system contrast will depend on the fluorescent tube performance as well as the polarization quenching. However, lower limits for the necessary beam splitter performance can be determined based on the assumption that the fluorescent tube performance is sufficient for it to be assumed to have substantially unlimited contrast. In this case, the system contrast will depend entirely on the beam splitter performance.

På fig. IA er det to forskjellige funksjoner oppfylt av stråledeleren 14. Den første er forberedelsen av det polariserte lys før det når rekken 26 av flytekrystaller, eller en annen egnet bildegenereringsinnretning. Kravet her er at lyset er tilstrekkelig godt polarisert, slik at variasjoner i polarisasjonen av lysstrålen kan frembringes av lysrøret og tilstrekkelig påvist eller analysert, slik at det endelige bildet vil oppfylle ønsket ytelsesnivå. Likeledes må stråledeleren 14 ha en tilstrekkelig ytelse for å kunne analysere lyset som rettes av lysrøret tilbake til stråledeleren, slik at den ønskede systemkontrast oppnås. In fig. IA there are two different functions fulfilled by the beam splitter 14. The first is the preparation of the polarized light before it reaches the row 26 of floating crystals, or other suitable image generating device. The requirement here is that the light is sufficiently well polarized, so that variations in the polarization of the light beam can be produced by the light tube and sufficiently detected or analyzed, so that the final image will meet the desired performance level. Likewise, the beam splitter 14 must have a sufficient performance to be able to analyze the light which is directed by the light tube back to the beam splitter, so that the desired system contrast is achieved.

Disse lavere grenseverdier kan lett bestemmes. Av hensyn til anvendelighet og bildekvalitet, er det imidlertid tvilsomt at et bilde med kontrast på mindre enn 10:1 (lysbildeelement i forhold til nærliggende mørke bildeelement) vil ha større anvendelighet. Et slikt display vil ikke egne seg for tett tekst, for eksempel. Hvis en minimumsvisnings-systemkontrast på 10:1 forutsettes, vil det kreves en innfallende lyskjegle som har minst ti ganger lyset som har den ønskede polarisasjon i forhold til den uønskede polarisasjon. Når det gjelder polarisasjonens ytelse, kan denne beskrives som å ha en lukning på 10:1 eller ganske enkelt 10. These lower limit values can be easily determined. In terms of applicability and image quality, however, it is doubtful that an image with a contrast of less than 10:1 (light image element in relation to nearby dark image element) will have greater applicability. Such a display will not be suitable for dense text, for example. If a minimum display system contrast of 10:1 is assumed, an incident light cone that has at least ten times the light of the desired polarization relative to the undesired polarization would be required. As for the polarization performance, it can be described as having a closure of 10:1 or simply 10.

Det andre møtet med stråledeleren 14 som skal analysere bildet, må kunne passere lyset til høyre polarisasjonstilstand hvilket eliminerer det meste av lyset fra den uønskede tilstand. Forutsatt en lysstråle med et bilde kodet i polarisasjonstilstanden og at denne lysstråle har forholdet 10:1, vil en stråledeler være ønskelig som opprettholder dette 10:1-forholdet for å oppfylle målet med en systemkontrast på 10:1. Med andre ord er det ønskelig å minske lyset fra den uønskede polarisasjon med en faktor på 10 i forhold til den høyre polarisasjon. Dette fører igjen til en minimal slukkeytelse på 10:1 for stråledelerens analysefunksj on. The second encounter with the beam splitter 14, which is to analyze the image, must be able to pass the light to the right polarization state, which eliminates most of the light from the unwanted state. Assuming a light beam with an image encoded in the polarization state and that this light beam has a 10:1 ratio, a beam splitter that maintains this 10:1 ratio would be desirable to meet the goal of a 10:1 system contrast. In other words, it is desirable to reduce the light from the unwanted polarization by a factor of 10 in relation to the right polarization. This in turn leads to a minimal extinguishing performance of 10:1 for the beam splitter's analysis function.

Høyere systemkontrast vil naturligvis oppstå hvis en eller begge av polarisasjons-og analysefunksj onene i stråledeleren har en høyere slukkeytelse. Det er også klart at det ikke kreves at ytelsen i både analysatorfunksjonen og polarisatorfunksjonen i stråledeleren er tilpasset for at et bildeprojeksjonssystem kan virke tilfredssitllende. En øvre grense av stråledelerens polarisasjons- og analysefunksj on er vanskelige å bestemme, men det er tydelig at slukkinger over omtrent 20.000 ikke er nødvendig for dette formål. En høykvalitets filmprojeksjonssystem, som i en kino, har typisk ikke en bildekontrast over 1000 og det er tvilsomt at det menneskelige øye kan skille mellom et bilde med en kontrast i området på flere tusen og en kontrast på 10.000. Hvis det skal være nødvendig å produsere et bilde med en kontrast på flere tusen og forutsatt at lysrørene kan håndtere dette, vil en øvre grense for stråledelerslukkingen rundt 10.000 til 20.000 være tilstrekkelig. Higher system contrast will naturally occur if one or both of the polarization and analysis functions in the beam splitter have a higher quenching performance. It is also clear that it is not required that the performance in both the analyzer function and the polarizer function in the beam splitter are adapted for an image projection system to work satisfactorily. An upper limit of the beam splitter's polarization and analysis function is difficult to determine, but it is clear that quenches above about 20,000 are not necessary for this purpose. A high-quality film projection system, such as in a cinema, typically does not have an image contrast above 1000 and it is doubtful that the human eye can distinguish between an image with a contrast in the range of several thousand and a contrast of 10,000. If it is necessary to produce an image with a contrast of several thousand and assuming that the fluorescent tubes can handle this, an upper limit for the beam splitter cut-off of around 10,000 to 20,000 will be sufficient.

Den ovennevnte skissering av minimums- og maksimumsgrensene i trådgitterstråledeleren er veiledende, men det vil fremgå av det som er vist og den teoretiske ytelsen av en trådgitterstråledeler, som vist ovenfor, at det kan oppnås mye bedre enn dette. Ifølge denne informasjon har den foretrukne utførelse RsTP >65 % og RP eller Ts eller begge >67 %, som vist på fig. 2A-2C. Den foretrukne utførelse vil også anvende trådgitterpolarisasjonsstråledeleren i modusen hvor den reflekterte stråle rettes mot den bildegenererende rekke som fører lyset tilbake til stråledeleren slik at den passerer gjennom, eller blir sendt gjennom stråledeleren. Denne foretrukne utførelse er vist på fig. IA. The above outline of the minimum and maximum limits of the wire mesh beam splitter is indicative, but it will be apparent from what is shown and the theoretical performance of a wire mesh beam splitter, as shown above, that much better than this can be achieved. According to this information, the preferred embodiment has RsTP >65% and RP or Ts or both >67%, as shown in Fig. 2A-2C. The preferred embodiment will also use the wire grating polarization beamsplitter in the mode where the reflected beam is directed towards the image generating array which guides the light back to the beamsplitter so that it passes through, or is sent through, the beamsplitter. This preferred embodiment is shown in fig. IA.

Som vist i bildefremvisningssystemet 60 på fig. 5A, kan alternativt trådgitterpolarisasjonsstråledeleren 14 effektivt sende lys av en polarisasjon fra kilden 20 til rekken med reflekterende flytekrystaller og deretter effektivt reflektere det reflekterte lys av den motsatte polarisasjon til visningsskjermen 25. Den andre utførelse av bildeprojeksjonssystemet 60 er lik den som er vist i den foretrukne utførelse på fig. IA, med den unntakelse at stråledeleren 14 vil bli anvendt på en måte hvor kildestrålen av lyset blir sendt eller ført gjennom stråledeleren 14 og rettet mot den bildegenererende rekke 26 og deretter reflektert tilbake til stråledeleren 14 hvor den reflekteres av stråledeleren og blir analysert før den vises på skjermen 25. As shown in the image display system 60 of FIG. 5A, alternatively, the wire grating polarization beam splitter 14 can effectively transmit light of one polarization from the source 20 to the array of reflective floating crystals and then effectively reflect the reflected light of the opposite polarization to the display screen 25. The second embodiment of the image projection system 60 is similar to that shown in the preferred embodiment in fig. IA, with the exception that the beamsplitter 14 will be used in a manner where the source beam of light is sent or passed through the beamsplitter 14 and directed towards the image generating array 26 and then reflected back to the beamsplitter 14 where it is reflected by the beamsplitter and analyzed before being displayed on screen 25.

På fig. 5B og 5C er konstruksjonsfleksibiliteten fra det brede område av vinkler i PBS, ifølge oppfinnelsen, vist. Som vist på fig. 5B kan rekken 26 og skjermen 25 anbringes tettere sammen, idet begge har en relativt liten innfallingsvinkel i forhold til PBS 14. Som vist på fig. 5C kan rekken 26 og skjermen 25 alternativt anbringes lenger fra hverandre idet begge da har en relativt stor innfallingsvinkel. In fig. 5B and 5C, the design flexibility from the wide range of angles in PBS, according to the invention, is shown. As shown in fig. 5B, the row 26 and the screen 25 can be placed closer together, as both have a relatively small angle of incidence in relation to the PBS 14. As shown in fig. 5C, the row 26 and the screen 25 can alternatively be placed further apart, since both then have a relatively large angle of incidence.

Som vist på fig. 6 tilveiebringer en tredje utførelse av bildeprojeksjonssystemet 80 en alternativ systemkonstruksjon som kan hjelpe til å oppnå ønsket systemytelsesnivå. Denne tredje utførelse vil omfatte en eller flere ekstra overførende eller reflektive polarisatorer som virker i serie med trådgitterpolarisasjonsstråledeleren for å øke slukkingen i en eller begge polarisasjons- og analysefunksj onene for å oppnå ønsket systemkontrast. En annen årsak til ekstra polarisatorer vil være implementeringen av et polarisasjons-gjenvinningsarrangement for å øke systemets effektivitet. En for-polarisator 82 er anbrakt i kildelysstrålen mellom lyskilden 20 og WGP-PBS 14. En etter-polarisator eller opprens-ingspolarisator 84 er anbrakt i den modulerte stråle, eller strålen som reflekteres fra rekken 26, mellom rekken 26 og skjermen 25, eller mellom WGP-PBS 14 og skjermen 25. Den tredje utførelse vil fremdeles oppnå fordelene med trådgitterstråledelerens større lyskjegle, holdbarhet og de andre fordeler nevnt ovenfor. As shown in fig. 6, a third embodiment of the image projection system 80 provides an alternative system design that can help achieve the desired level of system performance. This third embodiment would include one or more additional transmitting or reflective polarizers operating in series with the wire grating polarization beam splitter to increase quenching in one or both of the polarization and analysis functions to achieve the desired system contrast. Another reason for additional polarizers would be the implementation of a polarization recovery arrangement to increase system efficiency. A pre-polarizer 82 is placed in the source light beam between the light source 20 and the WGP-PBS 14. A post-polarizer or cleaning polarizer 84 is placed in the modulated beam, or the beam reflected from the array 26, between the array 26 and the screen 25, or between the WGP-PBS 14 and the screen 25. The third embodiment will still achieve the advantages of the wire mesh beam splitter's larger light cone, durability and the other advantages mentioned above.

Som vist på figurene kan bildevisningssystemet også bruke lyssamleoptikken 90 og projeksjonsoptikken 92. As shown in the figures, the image display system can also use the light collecting optics 90 and the projection optics 92.

På fig. 7 og 8 er trådgitterpolarisasjonsstråledeleren 14 ifølge oppfinnelsen vist i detalj. Polarisasjonsstråledeleren blir videre omtalt i detalj i den samtidig inngitte US-søknad 09/390,833, inngitt 7. september 1999, benevnt "Polarizing Beam Splitter", som det henvises til her. In fig. 7 and 8, the wire grating polarization beam splitter 14 according to the invention is shown in detail. The polarizing beam splitter is further discussed in detail in co-filed US application 09/390,833, filed September 7, 1999, entitled "Polarizing Beam Splitter", which is incorporated herein by reference.

Som beskrevet i den samtidig inngitte søknad har polarisasjonsstråledeleren 14 et gitter 30, eller en rekke parallelle, ledende elementer, anbrakt på et substrat 40. Kildelysstrålen 130 frembrakt av lyskilden 20 faller inn på polarisasjonsstråledeleren 14 med den optiske akse i en vinkel 6 fra normal, hvor innfallingsplanet fortrinnsvis står vinkelrett på de ledende elementer. En alternativ utførelse vil legge innfallingsplanet i en vinkel 6 i forhold til planet for de ledende elementer, hvor 6 er omtrent 45°. I en annen, alternativ utførelse vil innfallingsplanet være en parallell med de ledende elementer. Polarisasjonsstråledeleren 14 deler denne stråle 130 inn i en speilreflektert komponent 140 og en sendt komponent 150. Ved å bruke standarddefinisjonene for S- og P-polarisasj on, har lyset med S-polarisasjon polarisasjonsvektoren vinkelrett på innfallingsplanet og således parallell med de ledende elementer. Omvendt har lyset med P-polarisasj on polarisasjonsvektoren parallell med innfallingsplanet og således vinkelrett på de ledende elementer. As described in the concurrently filed application, the polarization beam splitter 14 has a grating 30, or a series of parallel, conductive elements, placed on a substrate 40. The source light beam 130 produced by the light source 20 is incident on the polarization beam splitter 14 with the optical axis at an angle 6 from the normal, where the plane of incidence is preferably perpendicular to the conducting elements. An alternative embodiment will place the plane of incidence at an angle 6 in relation to the plane of the conducting elements, where 6 is approximately 45°. In another, alternative embodiment, the plane of incidence will be parallel to the conducting elements. The polarization beam splitter 14 divides this beam 130 into a mirror-reflected component 140 and a transmitted component 150. Using the standard definitions for S- and P-polarization, the light with S-polarization has the polarization vector perpendicular to the plane of incidence and thus parallel to the conducting elements. Conversely, the light with P polarization has the polarization vector parallel to the plane of incidence and thus perpendicular to the conducting elements.

Ideelt vil polarisasjonsstråledeleren 14 fungere som et perfekt speil for S-polarisert lys og vil være perfekt gjennomsiktig for det P-polariserte lys. I praksis vil selv de mest reflekterte metaller brukt som speil, absorbere en brøkdel av det innfallende lys og således vil WGP reflektere bare 90 % til 95 % og alminnelig glass ikke sende 100 % av det innfallende lys, på grunn av refleksen i overflaten. Ideally, the polarization beam splitter 14 will act as a perfect mirror for S-polarized light and will be perfectly transparent for the P-polarized light. In practice, even the most reflective metals used as mirrors will absorb a fraction of the incident light and thus WGP will reflect only 90% to 95% and ordinary glass will not transmit 100% of the incident light, due to the reflection in the surface.

De viktigste fysiske parametre av trådgitterstråledeleren 14 som må optimeres som en gruppe for å oppnå ønsket ytelse, omfatter: perioden p i trådgitteret 30, høyden eller tykkelsen t av gitterelementene 30, bredden w av gitterelementene 30 og hellingen av gitterelementsidene. Det vil fremgå av fig. 8 at det generelle tverrsnitt av gitterelementene 30 er trapesformede eller rektangulære. Denne generelle form er også et nødvendig trekk ved polarisasjonsstråledeleren 14 ifølge en foretrukket utførelse, men det gis toleranser for de naturlige, små variasjoner på grunn av fremstillingsmåtene, for eksempel avrundingen av hjørnene 50 og hulkilene 54 i bunnen av gitterelementene 30. The most important physical parameters of the wire grid beam splitter 14 that must be optimized as a group to achieve the desired performance include: the period p of the wire grid 30, the height or thickness t of the grid elements 30, the width w of the grid elements 30, and the slope of the grid element sides. It will appear from fig. 8 that the general cross-section of the grid elements 30 is trapezoidal or rectangular. This general shape is also a necessary feature of the polarization beam splitter 14 according to a preferred embodiment, but tolerances are given for the natural, small variations due to the manufacturing methods, for example the rounding of the corners 50 and the hollow wedges 54 in the bottom of the grating elements 30.

Det skal også bemerkes at perioden p av trådgitteret 30 må være rektangulært for å oppnå ønsket speilrefleksjon som kreves for å oppfylle kravene til bildetrohet i stråledeleren 14. Når det naturlige er å ha gitteret 30 fullstendig rektangulært og ensartet, kan det i enkelte anvendelser slakkes på kravene, ettersom disse ikke er absolutt kritiske. Imidlertid er det antatt at en variasjon i perioden p på mindre enn 10 % over den meningsfulle dimensjon i bildet (f.eks. som størrelsen av et enkelt tegn i en tekstvisning, eller noen få bildeelementer i et bilde) kreves for å oppnå ønsket ytelse. It should also be noted that the period p of the wire grating 30 must be rectangular in order to achieve the desired specular reflection required to meet the image fidelity requirements of the beam splitter 14. While it is natural to have the grating 30 completely rectangular and uniform, in some applications it can be relaxed the requirements, as these are not absolutely critical. However, it is assumed that a variation in the period p of less than 10% over the meaningful dimension in the image (eg, as the size of a single character in a text display, or a few image elements in an image) is required to achieve the desired performance .

Likeledes er rimelige variasjoner i stråledeleren 14 av de andre parametrene beskrevet, for eksempel er bredden w av gitterelementene 30, gitterelementets høyde t, side-skråningene eller hjømeavrundingen 50 og hulkilene 54 også mulig uten at visningsytelsen påvirkes vesentlig, spesielt hvis stråledeleren 14 ikke er et bildeplan i det optiske system, som det ofte er tilfelle. Disse variasjonene kan også være synlige i den endelige stråledeler 14, som frynser, variasjoner i sendeeffektivitet, refleksjonseffektivitet, fargeensartethet osv. og fremdeles være en brukbar del i spesifikke anvendelser i projeksjonsbildesystemet. Likewise, reasonable variations in the beam splitter 14 of the other parameters described, for example the width w of the grating elements 30, the height of the grating element t, the side slopes or the rounding of the corners 50 and the hollow wedges 54 are also possible without the display performance being significantly affected, especially if the beam splitter 14 is not a image plane in the optical system, as is often the case. These variations may also be visible in the final beam parts 14, such as fringing, variations in transmission efficiency, reflection efficiency, color uniformity, etc. and still be a useful part in specific applications of the projection imaging system.

Konstruksjonsmålet som må oppfylles ved optimeringen av disse parametrene, er å frembringe den beste effektivitet eller resultat som mulig, samtidig som kravene til kontrast oppfylles for bruken. Som nevnt ovenfor er den minste, praktiske slukking som kreves av polarisasjonsstråledeleren 14 i størrelsesorden 10. Det har vært funnet at det minste krevde resultat (RsTP) av stråledeleren 14, for å oppnå et verdifullt produkt, er omtrent 50 %, noe som innebærer at en eller begge av Rp og Ts må være over omtrent 67 %. Naturligvis kan høyere ytelse både i resultatet og slukkingen av stråledeleren være av verdi og tilveiebringe et bedre produkt. For å forstå hvordan disse parametre påvirker trådgitterstråledelerens ytelse, er det nødvendig å undersøke variasjonen i ytelse frembrakt av hvert parameter i en innfallsvinkel på 45° og også eventuelt andre .vinkler av interesse. The design goal that must be met by the optimization of these parameters is to produce the best efficiency or result possible, while at the same time meeting the requirements for contrast for use. As mentioned above, the smallest practical quench required by the polarization beam splitter 14 is of the order of 10. It has been found that the minimum required output (RsTP) of the beamsplitter 14, to obtain a valuable product, is about 50%, which implies that one or both of Rp and Ts must be above approximately 67%. Naturally, higher performance in both the result and the quenching of the beam splitter can be of value and provide a better product. To understand how these parameters affect the performance of the wire mesh beam splitter, it is necessary to examine the variation in performance produced by each parameter at an angle of incidence of 45° and also possibly other angles of interest.

Ytelsen av trådgitterstråledeleren 14 er en funksjon av perioden p. Perioden p av trådgitterelementene 30 må falle under omtrent 0,21 /im for å frembringe en stråledeler 14 med rimelig ytelse gjennom det synlige spektrum, selv om det vil være klart for en fagmann at en større periode i stråledeleren vil være anvendelig i systemet som forventes å fremvise mindre enn hele det synlige spektrum, for eksempel bare rødt, rødt og grønt, osv. The performance of the wire grating beamsplitter 14 is a function of the period p. The period p of the wire grating elements 30 must fall below about 0.21 µm to produce a beamsplitter 14 of reasonable performance throughout the visible spectrum, although it will be clear to one skilled in the art that a larger period in the beam splitter will be applicable in the system that is expected to display less than the entire visible spectrum, eg only red, red and green, etc.

Ytelsen i trådgitterstråledeleren 14 er en funksjon av elementets høyde eller tykkelse. Trådgitterhøyden t må være mellom omtrent 0,04 og 0,5 fim for å oppnå ønsket ytelse. The performance of the wire mesh beam splitter 14 is a function of the height or thickness of the element. The wire mesh height t must be between approximately 0.04 and 0.5 µm to achieve the desired performance.

Ytelsen av trådgitterstråledeleren 14 er en funksjon av bredden og periodeforholdet (w/p) av elementene 30. Bredden w av trådelementet 30 i forhold til perioden p må falle innenfor områdene av omtrent 0,3 til 0,76 for å oppnå ønsket ytelse. The performance of the wire grating beam splitter 14 is a function of the width and period ratio (w/p) of the elements 30. The width w of the wire element 30 relative to the period p must fall within the range of approximately 0.3 to 0.76 to achieve the desired performance.

Ytelsen av trådgitterstråledeleren 14 er en funksjon av sideskråningen i elementene 30. Skråningen av sidene av trådelementene 30 er fortrinnsvis større enn 68° i forhold til horisontalt for å oppnå ønsket ytelse. The performance of the wire mesh beam splitter 14 is a function of the side slope of the elements 30. The slope of the sides of the wire elements 30 is preferably greater than 68° relative to horizontal to achieve the desired performance.

Det vil fremgå at de beskrevne utførelser av oppfinnelsen bare er for illustrasjons-formål og at modifikasjoner derfor kan utføres av en fagmann. For eksempel kan anbringelse av trådgitterstråledeleren på et substrat med optisk krafttilførsel, for eksempel slik at trådstråledeleren kombineres i forhold til tidligere teknikk som oppnås ved oppfinnelsen. Følgelig er oppfinnelsen ikke ansett å være begrenset til de beskrevne utførelser, men bare av de vedføyde krav. It will be clear that the described embodiments of the invention are only for illustration purposes and that modifications can therefore be carried out by a person skilled in the art. For example, placement of the wire grid beam splitter on a substrate with optical power supply, for example so that the wire beam splitter is combined in relation to prior art, can be achieved by the invention. Accordingly, the invention is not considered to be limited to the described embodiments, but only by the appended claims.

eller integreres med andre elementer for å minske antallet optiske elementer som kreves, systemvekt, systemstørrelse, eller for å oppnå andre ønskede egenskaper. Andre endringer vil sikkert fremgå for en fagmann i betraktning av den betydelige økning av konstruksjonsfleksibiliteten or integrated with other elements to reduce the number of optical elements required, system weight, system size, or to achieve other desired properties. Other changes will certainly be apparent to one skilled in the art in view of the significant increase in design flexibility

Claims (14)

1. Bildeprojeksjonssystem (10, 60, 80) for å tilveiebringe et bilde, karakterisert ved: en lyskilde (20) som frembringer en synlig lysstråle (130), en polarisasjonsstråledeler (14) anbrakt nær lyskilden, i lysstrålen fra denne og innrettet i vinkel i forhold til den, idet lyskilden omfatter: et gjennomsiktig substrat (40) med en første overflate anbrakt i lysstrålen slik at denne faller inn skrått på den, og et generelt parallelt arrangement av tynne, langstrakte elementer (30) båret av substratet, idet arrangementet er konfigurert og elementene er tilpasset for å virke sammen med elektromagnetiske bølger i kildelysstrålen for generelt i) å sende lyset gjennom elementene som har en polarisasjon innrettet vinkelrett på planet som omfatter minst ett av elementene og retningen av det innfallende lys, som danner en utsendt stråle (150), og ii) reflektere lyset fra elementene som har en polarisasjon innrettet parallelt med planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, som danner en reflektert stråle (140), idet en reflektert rekke (26) er anbrakt nær polarisasjonsstråledeleren i enten den reflekterte eller sendte stråle, idet rekken modulerer polarisasjonen av strålen ved selektivt å endre polarisasjonen av strålen for å kode bildeinformasjonen derpå og frembringe en modulert stråle, idet rekken er innrettet for å rette den modulerte stråle tilbake mot polarisasj onsstråledeleren, idet stråledeleren videre er anbrakt i den modulerte stråle og innrettet i en vinkel i forhold til den modulerte stråle og arrangementet av elementer i stråledeleren virker sammen med elektromagnetiske bølger i den modulerte stråle for generelt i) å sende lys gjennom elementene som har en polarisasjon innrettet vinkelrett på planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, idet det dannes en andre sendt stråle, og ii) reflektere lyset fra elementene som har en polarisasjon som er parallell med planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, idet det dannes en andre reflektert stråle, for å separere den uendrede polarisasjon fra den modulerte stråle, og en skjerm (25) anbrakt i enten den andre reflekterte stråle eller den andre sendte stråle for å vise den kodede bildeinformasjon.1. Image projection system (10, 60, 80) for providing an image, characterized by: a light source (20) which produces a visible light beam (130), a polarization beam splitter (14) placed near the light source, in the light beam from it and aligned at an angle relative to it, the light source comprising: a transparent substrate (40) with a first surface positioned in the light beam so that it is incident obliquely thereon, and a generally parallel arrangement of thin, elongated elements (30) carried by the substrate, the arrangement is configured and the elements are adapted to interact with electromagnetic waves in the source light beam to generally i) transmit the light through the elements having a polarization aligned perpendicular to the plane comprising at least one of the elements and the direction of the incident light, forming an emitted beam (150), and ii) reflect the light from the elements having a polarization aligned parallel to the plane comprising at least one of the elements and the direction of the incident incident light beam, forming a reflected beam (140), a reflected array (26) being located near the polarization beam splitter in either the reflected or transmitted beam, the array modulating the polarization of the beam by selectively changing the polarization of the beam to encode the image information thereon and produce a modulated beam, the array being arranged to direct the modulated beam back towards the polarization beam splitter, the beam splitter being further placed in the modulated beam and arranged at an angle to the modulated beam and the arrangement of elements in the beam splitter working together with electromagnetic waves in the modulated beam to generally i) transmit light through the elements having a polarization aligned perpendicular to the plane encompassing at least one of the elements and the direction of the incident light beam, forming a second transmitted beam, and ii) reflect the light from the elements which has a polarization that is parallel to the plane that encompasses the least one of the elements and the direction of the incident light beam, forming a second reflected beam, to separate the unchanged polarization from the modulated beam, and a screen (25) placed in either the second reflected beam or the second transmitted beam to display the encoded image information. 2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren er en generelt plan plate.2. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter is a generally flat plate. 3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren er innrettet i forhold til lysstrålen eller den modulerte stråle i en innfallsvinkel mellom 0 og 80°.3. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter is aligned in relation to the light beam or the modulated beam at an angle of incidence between 0 and 80°. 4. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren er innrettet i forhold til lysstrålen eller den modulerte stråle i en innfallsvinkel som er større enn 47° eller mindre enn 43°.4. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter is aligned in relation to the light beam or the modulated beam at an angle of incidence that is greater than 47° or less than 43°. 5. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren brukes med et f-tall på mindre enn f/2,5.5. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter is used with an f-number of less than f/2.5. 6. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren har en kapasitet på minst 50 % som definert av produktet av brøkdelen av p-polarisasj onen av sendt lys og brøkdelen av s-polarisert, reflektert lys, og hvor det s-polariserte, sendte lys og p-polariserte, reflekterte lys begge er mindre enn 5 %.6. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter has a capacity of at least 50% as defined by the product of the fraction of the p-polarization of transmitted light and the fraction of s-polarized, reflected light, and where the s-polarized, transmitted light and p-polarized reflected light are both less than 5%. 7. System ifølge krav 1, karakterisert ved at stråledeleren har en kapasitet for lysstrålen på mindre enn 65 %, som definert av produktet av brøkdelen av reflektert lys og brøkdelen av sendt lys, og hvor andelen av reflektert lys eller andelen av sendt lys er større enn 67 %.7. System according to claim 1, characterized in that the beam splitter has a capacity for the light beam of less than 65%, as defined by the product of the fraction of reflected light and the fraction of transmitted light, and where the proportion of reflected light or the proportion of transmitted light is greater than 67%. 8. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en for-polarisator (82) anbrakt mellom lyskilden og stråledeleren.8. System according to claim 1, characterized in that it further comprises a pre-polarizer (82) placed between the light source and the beam splitter. 9. System ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en etter-polarisator (84) anbrakt mellom stråledeleren og skjermen.9. System according to claim 1, characterized in that it further comprises an after-polarizer (84) placed between the beam splitter and the screen. 10. System ifølge krav 1, karakterisert ved at arrangementet av elementer har en periode som er mindre enn 0,21 [ im, idet elementene har en tykkelse på 0,04 og 0,5 ( im, og idet elementene har en bredde på mellom 30 og 76 % av perioden.10. System according to claim 1, characterized in that the arrangement of elements has a period that is less than 0.21 [im, as the elements have a thickness of 0.04 and 0.5 (im, and as the elements have a width of between 30 and 76% of the period. 11. System ifølge krav 1, karakterisert ved at elementene hvert har et tverrsnitt i forhold til en bunn, en topp motstående bunnen og motstående venstre og høyre side, og hvor sidene danner en vinkel i forhold til bunnen som er større enn 68°.11. System according to claim 1, characterized in that the elements each have a cross section in relation to a bottom, a top opposite the bottom and opposite left and right sides, and where the sides form an angle in relation to the bottom that is greater than 68°. 12. System ifølge krav 1, karakterisert ved at lyskilden har en bølgelengde mellom 0,4 og 0,7 /im.12. System according to claim 1, characterized in that the light source has a wavelength between 0.4 and 0.7 µm. 13. Fremgangsmåte for projisering av et bilde, idet fremgangsmåten er karakterisert ved: frembringe en kildelysstråle (130) med en bølgelengde i området mellom 0,4 og 0,7 ( im ved hjelp av en lyskilde (20), vesentlig separere polarisasjonene av kildelysstrålen ved hjelp en polarisasjonsstråledeler (14) anbrakt i kildelysstrålen, idet polarisasjonsstråledeleren omfatter et generelt parallelt arrangement av tynne, langstrakte elementer (30) konfigurert og tilpasset for å virke sammen med elektromagnetiske bølger i kildelysstrålen for generelt i) sende lysstrålen gjennom elementene som har en polarisasjon som er innrettet vinkelrett på et plan som omfatter minst et av elementene og retningen fra den innfallende lysstråle, idet det dannes en sendt stråle (150), og ii) reflektere lyset fra elementene som har en polarisasjon innrettet som ligger i planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, idet det dannes en reflektert stråle (140), modulere enten den sendte eller reflekterte stråle og frembringe en modulert stråle ved selektivt å endre polarisasjonen av strålen ved hjelp av en rekke (26) anbrakt i enten den sendte eller reflekterte stråle, vesentlig separere polarisasjonene av den modulerte stråle ved hjelp av polarisasjonsstråledeleren anbrakt i den modulerte stråle, idet elementene virker sammen med elektromagnetiske bølger av den modulerte stråle for generelt i) sende lys gjennom elementene som har en polarisasjon innrettet vinkelrett på det planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, idet det dannes en andre, sendt stråle, og ii) reflektere lys fra elementene som har en polarisasjon som ligger i planet som omfatter minst et av elementene og retningen av den innfallende lysstråle, idet det dannes en andre, reflektert stråle, og fremvise enten den andre sendte stråle eller den andre reflekterte stråle på skjermen (25).13. Method for projecting an image, the method being characterized by: producing a source light beam (130) with a wavelength in the range between 0.4 and 0.7 (im by means of a light source (20), substantially separating the polarizations of the source light beam by means of a polarization beam splitter (14) located in the source light beam, the polarization beam splitter comprising a generally parallel arrangement of thin elongated elements (30) configured and adapted to interact with electromagnetic waves in the source light beam to generally i) pass the light beam through the elements having a polarization which is aligned perpendicular to a plane that includes at least one of the elements and the direction from the incident light beam, forming a transmitted beam (150), and ii) reflect the light from the elements that have a polarization aligned that lies in the plane that includes at least one of the elements and the direction of the incident light beam, forming a reflected beam (140), modulate either d a transmitted or reflected beam and producing a modulated beam by selectively changing the polarization of the beam by means of an array (26) disposed in either the transmitted or reflected beam, substantially separating the polarizations of the modulated beam by means of the polarization beam splitter disposed in the modulated beam , the elements acting together with electromagnetic waves of the modulated beam to generally i) transmit light through the elements having a polarization aligned perpendicular to the plane comprising at least one of the elements and the direction of the incident light beam, forming a second transmitted beam , and ii) reflect light from the elements having a polarization lying in the plane encompassing at least one of the elements and the direction of the incident light beam, forming a second, reflected beam, and presenting either the second transmitted beam or the second reflected beam on the screen (25). 14. System ifølge krav 1, karakterisert ved at lyskilden har en bølgelengde i området mellom 0,4 og 0,7 ( im, og stråledeleren er innrettet i forhold til kildelysstrålen i en innfallsvinkel mellom 10 og 80°.14. System according to claim 1, characterized in that the light source has a wavelength in the range between 0.4 and 0.7 (im, and the beam splitter is aligned in relation to the source light beam at an angle of incidence between 10 and 80°.
NO20020398A 1999-07-28 2002-01-25 Image projection system with polarization beam parts NO328462B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/363,256 US6234634B1 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Image projection system with a polarizing beam splitter
PCT/US2000/020688 WO2001009677A1 (en) 1999-07-28 2000-07-27 Image projection system with a polarizing beam splitter

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20020398D0 NO20020398D0 (en) 2002-01-25
NO20020398L NO20020398L (en) 2002-02-28
NO328462B1 true NO328462B1 (en) 2010-02-22

Family

ID=23429487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20020398A NO328462B1 (en) 1999-07-28 2002-01-25 Image projection system with polarization beam parts

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6234634B1 (en)
EP (1) EP1200874B1 (en)
JP (1) JP4672942B2 (en)
KR (1) KR100795253B1 (en)
CN (1) CN1201198C (en)
AU (1) AU767996C (en)
BR (1) BR0012784A (en)
CA (1) CA2380435A1 (en)
HK (1) HK1048366B (en)
NO (1) NO328462B1 (en)
TW (1) TW517172B (en)
WO (1) WO2001009677A1 (en)

Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6666556B2 (en) 1999-07-28 2003-12-23 Moxtek, Inc Image projection system with a polarizing beam splitter
US6447120B2 (en) 1999-07-28 2002-09-10 Moxtex Image projection system with a polarizing beam splitter
US7306338B2 (en) * 1999-07-28 2007-12-11 Moxtek, Inc Image projection system with a polarizing beam splitter
US6243199B1 (en) * 1999-09-07 2001-06-05 Moxtek Broad band wire grid polarizing beam splitter for use in the visible wavelength region
US6860617B2 (en) * 1999-10-01 2005-03-01 Ole K. Nilssen Compact luminaire
KR100441162B1 (en) * 2000-01-28 2004-07-21 세이코 엡슨 가부시키가이샤 Light reflective type polarizer and projector using the same
JP2001346219A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Fujitsu General Ltd Projection method and projector
US6972810B2 (en) * 2000-11-02 2005-12-06 3M Innovative Properties Company Optical systems for reflective LCDs
US6532111B2 (en) * 2001-03-05 2003-03-11 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
US6585378B2 (en) * 2001-03-20 2003-07-01 Eastman Kodak Company Digital cinema projector
JP2003215344A (en) * 2001-03-29 2003-07-30 Seiko Epson Corp Polarizer and optical device using the polarizer
US6764181B2 (en) * 2001-05-18 2004-07-20 3M Innovative Properties Company Polarization arrangement
US6669343B2 (en) 2001-05-31 2003-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Image display system
US6511183B2 (en) * 2001-06-02 2003-01-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital image projector with oriented fixed-polarization-axis polarizing beamsplitter
WO2003001285A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-03 Sony Corporation Reflection type liquid crystal display element, display unit, projection optical system, and projection displaysystem
US7347561B2 (en) * 2001-08-06 2008-03-25 Jds Uniphase Corporation Image display device
US6857747B2 (en) * 2001-08-06 2005-02-22 Advanced Digital Optics, Inc. Color management system
US6893130B2 (en) * 2001-08-06 2005-05-17 Advanced Digital Optics, Inc. Color management system having a field lens
US6899432B2 (en) 2001-08-06 2005-05-31 Advanced Digital Optics, Inc. Color management system having a transmissive panel and optical isolator
WO2003015420A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-20 Advanced Digital Optics, Inc. Color management system
US6945654B2 (en) * 2001-08-06 2005-09-20 Jds Uniphase Corporation Color management system having a prism to compensate for optical aberrations and to enhance contrast
US6714350B2 (en) 2001-10-15 2004-03-30 Eastman Kodak Company Double sided wire grid polarizer
US6747799B2 (en) * 2001-11-12 2004-06-08 Pts Corporation High-efficiency low-polarization-dependent-loss lamellar diffraction-grating profile and production process
US6515801B1 (en) 2001-12-21 2003-02-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lateral color compensation for projection displays
US6947215B2 (en) * 2001-12-27 2005-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Optical element, optical functional device, polarization conversion device, image display apparatus, and image display system
US7061561B2 (en) * 2002-01-07 2006-06-13 Moxtek, Inc. System for creating a patterned polarization compensator
US6909473B2 (en) 2002-01-07 2005-06-21 Eastman Kodak Company Display apparatus and method
DE10216169A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-30 Zeiss Carl Jena Gmbh Arrangement for the polarization of light
US6785050B2 (en) 2002-05-09 2004-08-31 Moxtek, Inc. Corrosion resistant wire-grid polarizer and method of fabrication
JP3991764B2 (en) 2002-05-10 2007-10-17 セイコーエプソン株式会社 Illumination device and projection display device
US7131737B2 (en) * 2002-06-05 2006-11-07 Moxtek, Inc. Housing for mounting a beamsplitter and a spatial light modulator with an output optical path
US6805445B2 (en) * 2002-06-05 2004-10-19 Eastman Kodak Company Projection display using a wire grid polarization beamsplitter with compensator
US6634756B1 (en) * 2002-06-27 2003-10-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Beam-splitter folded path for rear projection displays
US6874899B2 (en) * 2002-07-12 2005-04-05 Eastman Kodak Company Apparatus and method for irradiating a substrate
CN100381866C (en) * 2002-08-05 2008-04-16 株式会社日立制作所 Projection type image display apparatus
JP2004126496A (en) * 2002-08-05 2004-04-22 Hitachi Ltd Optical unit and projection type video display device using optical unit
US6665119B1 (en) * 2002-10-15 2003-12-16 Eastman Kodak Company Wire grid polarizer
KR101031988B1 (en) * 2002-12-04 2011-05-02 톰슨 라이센싱 Two-stage projector architecture
JP2004184889A (en) * 2002-12-06 2004-07-02 Hitachi Ltd Projection image display device
US7188954B2 (en) 2003-03-14 2007-03-13 Victor Company Of Japan Limited Image displaying apparatus and color separating-combining optical system
US20060192960A1 (en) * 2003-03-24 2006-08-31 Rencs Erik V Polarization detection
TW594053B (en) * 2003-03-25 2004-06-21 Delta Electronics Inc Image projection apparatus and its optical polarization module
US7131729B2 (en) * 2003-03-31 2006-11-07 Victor Company Of Japan Ltd. Projection display apparatus
US6844913B2 (en) 2003-04-24 2005-01-18 Eastman Kodak Company Optical exposure apparatus for forming an alignment layer
US7237899B2 (en) * 2003-05-16 2007-07-03 3M Innovative Properties Company Highly efficient single panel and two panel projection engines
US20040227994A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Jiaying Ma Polarizing beam splitter and projection systems using the polarizing beam splitter
US6769779B1 (en) 2003-07-22 2004-08-03 Eastman Kodak Company Housing for mounting modulation and polarization components in alignment with an optical path
US7643020B2 (en) 2003-09-30 2010-01-05 Intel Corporation Driving liquid crystal materials using low voltages
JP2005173127A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Hitachi Displays Ltd Liquid crystal projector
US6902277B1 (en) 2004-01-06 2005-06-07 Eastman Kodak Company Housing for a spatial light modulator
GB0403933D0 (en) * 2004-02-21 2004-03-24 Koninkl Philips Electronics Nv Optical path length adjuster
JP2005242080A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Victor Co Of Japan Ltd Wire grid polarizer
US7378785B2 (en) * 2004-04-07 2008-05-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Polarizing photonic band gap system with reflector
US7670758B2 (en) * 2004-04-15 2010-03-02 Api Nanofabrication And Research Corporation Optical films and methods of making the same
US20050275944A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-15 Wang Jian J Optical films and methods of making the same
US7413317B2 (en) * 2004-06-02 2008-08-19 3M Innovative Properties Company Polarized UV exposure system
US20060001969A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-05 Nanoopto Corporation Gratings, related optical devices and systems, and methods of making such gratings
TWI266117B (en) * 2004-07-06 2006-11-11 Au Optronics Corp Backlight module capable of polarized light interchange
KR100684872B1 (en) * 2004-08-03 2007-02-20 삼성전자주식회사 Optical System For Spatially Controlling Light Polarization And Method Of Making The Same
JP5066782B2 (en) * 2004-08-26 2012-11-07 株式会社ニコン Eyepiece type display device and camera having the same
JP2008522226A (en) * 2004-11-30 2008-06-26 アグーラ テクノロジーズ インコーポレイテッド Application and fabrication technology of large-scale wire grid polarizer
US7351346B2 (en) * 2004-11-30 2008-04-01 Agoura Technologies, Inc. Non-photolithographic method for forming a wire grid polarizer for optical and infrared wavelengths
US7800823B2 (en) 2004-12-06 2010-09-21 Moxtek, Inc. Polarization device to polarize and further control light
US7570424B2 (en) 2004-12-06 2009-08-04 Moxtek, Inc. Multilayer wire-grid polarizer
US7961393B2 (en) 2004-12-06 2011-06-14 Moxtek, Inc. Selectively absorptive wire-grid polarizer
US20060127830A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Xuegong Deng Structures for polarization and beam control
US7619816B2 (en) * 2004-12-15 2009-11-17 Api Nanofabrication And Research Corp. Structures for polarization and beam control
US7375799B2 (en) * 2005-02-25 2008-05-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
WO2007033710A1 (en) 2005-06-13 2007-03-29 Asml Netherlands B.V. Polarization analyzer, polarization sensor and method for determining a polarization property of a lithographic apparatus
US20070165308A1 (en) * 2005-12-15 2007-07-19 Jian Wang Optical retarders and methods of making the same
US20070139771A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Jian Wang Optical retarders and methods of making the same
US20070229765A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Infocus Corporation Projection system and method
KR100809236B1 (en) * 2006-08-30 2008-03-05 삼성전기주식회사 Polarized light emitting diode
US8755113B2 (en) 2006-08-31 2014-06-17 Moxtek, Inc. Durable, inorganic, absorptive, ultra-violet, grid polarizer
US20080129930A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Agoura Technologies Reflective polarizer configuration for liquid crystal displays
US7789515B2 (en) 2007-05-17 2010-09-07 Moxtek, Inc. Projection device with a folded optical path and wire-grid polarizer
CN101918880B (en) * 2008-01-22 2014-03-26 阿尔卡特朗讯美国公司 A light modulator for optical image projection
JP5444641B2 (en) * 2008-06-13 2014-03-19 ソニー株式会社 Image display device and adjustment method thereof
JP2010256553A (en) * 2009-04-23 2010-11-11 Asahi Kasei E-Materials Corp Wire grid polarizing film
US8248696B2 (en) 2009-06-25 2012-08-21 Moxtek, Inc. Nano fractal diffuser
JP5442344B2 (en) * 2009-07-17 2014-03-12 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Wire grid polarizer
JP5446591B2 (en) * 2009-08-24 2014-03-19 セイコーエプソン株式会社 projector
JP5710151B2 (en) * 2010-04-13 2015-04-30 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Wire grid polarizer
US8913321B2 (en) 2010-09-21 2014-12-16 Moxtek, Inc. Fine pitch grid polarizer
US8611007B2 (en) 2010-09-21 2013-12-17 Moxtek, Inc. Fine pitch wire grid polarizer
JP2012189930A (en) 2011-03-14 2012-10-04 Seiko Epson Corp Projector
US8552439B2 (en) * 2011-04-07 2013-10-08 Himax Display, Inc. Light-emitting diode package
US8873144B2 (en) 2011-05-17 2014-10-28 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with multiple functionality sections
US8913320B2 (en) 2011-05-17 2014-12-16 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with bordered sections
US8922890B2 (en) 2012-03-21 2014-12-30 Moxtek, Inc. Polarizer edge rib modification
US9632223B2 (en) 2013-10-24 2017-04-25 Moxtek, Inc. Wire grid polarizer with side region
TWI577614B (en) * 2015-10-30 2017-04-11 sheng-ping Huang Packaging bag connector
CN109557606A (en) * 2017-09-25 2019-04-02 佳能株式会社 Polarization beam apparatus and image projection device
US10976562B2 (en) * 2017-10-10 2021-04-13 Kla Corporation Nano-structured non-polarizing beamsplitter
EP3925210A4 (en) * 2017-10-16 2022-05-18 nLIGHT, Inc. System and method for glint reduction
US11835642B2 (en) * 2020-06-19 2023-12-05 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Flying apparatus for calibrating a radar system
CN112763420A (en) * 2020-12-29 2021-05-07 日照钢铁控股集团有限公司 Method for qualitatively analyzing inclusions in steel by using metallographic microscope

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5383053A (en) * 1992-04-07 1995-01-17 Hughes Aircraft Company Virtual image display having a high efficiency grid beamsplitter

Family Cites Families (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE296391C (en)
DE416157C (en) 1925-07-14 Siemens & Halske Akt Ges Circuit arrangement for the simultaneous setting of several stepping mechanisms, especially in telephone systems
US2287598A (en) 1937-12-28 1942-06-23 Polaroid Corp Method of manufacturing lightpolarizing bodies
US2224214A (en) 1937-12-28 1940-12-10 Polaroid Corp Light polarizing body
US2748659A (en) 1951-02-26 1956-06-05 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Light source, searchlight or the like for polarized light
US2887566A (en) 1952-11-14 1959-05-19 Marks Polarized Corp Glare-eliminating optical system
US3046839A (en) 1959-01-12 1962-07-31 Polaroid Corp Processes for preparing light polarizing materials
US3479168A (en) 1964-03-09 1969-11-18 Polaroid Corp Method of making metallic polarizer by drawing fusion
US3436143A (en) 1965-11-30 1969-04-01 Bell Telephone Labor Inc Grid type magic tee
US3566099A (en) 1968-09-16 1971-02-23 Polaroid Corp Light projection assembly
US3631288A (en) 1970-01-23 1971-12-28 Polaroid Corp Simplified polarized light projection assembly
CH558023A (en) 1972-08-29 1975-01-15 Battelle Memorial Institute POLARIZING DEVICE.
US4049944A (en) 1973-02-28 1977-09-20 Hughes Aircraft Company Process for fabricating small geometry semiconductive devices including integrated components
US3969545A (en) 1973-03-01 1976-07-13 Texas Instruments Incorporated Light polarizing material method and apparatus
US3857627A (en) 1973-08-29 1974-12-31 Hoffmann La Roche Polarizer arrangement for liquid crystal displays
US3912369A (en) 1974-07-02 1975-10-14 Gen Electric Single polarizer reflective liquid crystal display
US4025688A (en) 1974-08-01 1977-05-24 Polaroid Corporation Polarizer lamination
CH582894A5 (en) 1975-03-17 1976-12-15 Bbc Brown Boveri & Cie
US4009933A (en) 1975-05-07 1977-03-01 Rca Corporation Polarization-selective laser mirror
US4073571A (en) 1976-05-05 1978-02-14 Hughes Aircraft Company Circularly polarized light source
US4181756A (en) 1977-10-05 1980-01-01 Fergason James L Process for increasing display brightness of liquid crystal displays by bleaching polarizers using screen-printing techniques
DE2818103A1 (en) 1978-04-25 1979-11-08 Siemens Ag METHOD OF PRODUCING A VARIETY OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE STRIPS, ARRANGED ON A GLASS PLATE, AND ALIGNED IN PARALLEL
JPS6033246B2 (en) 1978-07-26 1985-08-01 三立電機株式会社 Manufacturing method of polarizing plate for multicolor display
DE2915847C2 (en) 1978-09-29 1986-01-16 Nitto Electric Industrial Co., Ltd., Ibaraki, Osaka Electro-optically activated display
US4221464A (en) 1978-10-17 1980-09-09 Hughes Aircraft Company Hybrid Brewster's angle wire grid infrared polarizer
US4289381A (en) 1979-07-02 1981-09-15 Hughes Aircraft Company High selectivity thin film polarizer
US4514479A (en) 1980-07-01 1985-04-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making near infrared polarizers
US4466704A (en) 1981-07-20 1984-08-21 Polaroid Corporation Patterned polarizer having differently dyed areas
US4512638A (en) 1982-08-31 1985-04-23 Westinghouse Electric Corp. Wire grid polarizer
US4515441A (en) 1982-10-13 1985-05-07 Westinghouse Electric Corp. Dielectric polarizer for high average and high peak power operation
DE3244885A1 (en) 1982-12-02 1984-06-07 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt COLOR SELECTIVE CIRCULAR POLARIZER AND ITS USE
US4688897A (en) 1985-06-17 1987-08-25 Hughes Aircraft Company Liquid crystal device
JPS626225A (en) 1985-07-02 1987-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Liquid crystal display device
JPS6231822A (en) 1985-08-02 1987-02-10 Hitachi Ltd Liquid crystal displaying element
JPS6275418A (en) 1985-09-27 1987-04-07 Alps Electric Co Ltd Liquid crystal element
US4723077A (en) * 1985-12-06 1988-02-02 Hughes Aircraft Company Dual liquid crystal light valve based visible-to-infrared dynamic image converter system
US4743092A (en) 1986-11-26 1988-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Polarizing grids for far-infrared and method for making same
US4759611A (en) 1986-12-19 1988-07-26 Polaroid Corporation, Patent Department Liquid crystal display having silylated light polarizers
DE3707984A1 (en) 1987-03-12 1988-09-22 Max Planck Gesellschaft POLARIZING MIRROR FOR OPTICAL RADIATION
FR2623649B1 (en) 1987-11-23 1992-05-15 Asulab Sa LIQUID CRYSTAL DISPLAY CELL
US4865670A (en) 1988-02-05 1989-09-12 Mortimer Marks Method of making a high quality polarizer
FR2629924B1 (en) 1988-04-08 1992-09-04 Comp Generale Electricite DIELECTRIC LAYER POLARIZER
JPH0212105A (en) 1988-06-29 1990-01-17 Nec Corp Double refractive diffraction grating type polarizer
JP2703930B2 (en) 1988-06-29 1998-01-26 日本電気株式会社 Birefringent diffraction grating polarizer
JPH0223304A (en) 1988-07-12 1990-01-25 Toray Ind Inc Visible polarizing film
US4895769A (en) 1988-08-09 1990-01-23 Polaroid Corporation Method for preparing light polarizer
US4913529A (en) 1988-12-27 1990-04-03 North American Philips Corp. Illumination system for an LCD display system
US4946231A (en) 1989-05-19 1990-08-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Polarizer produced via photographic image of polarizing grid
US5486949A (en) 1989-06-20 1996-01-23 The Dow Chemical Company Birefringent interference polarizer
US5235443A (en) 1989-07-10 1993-08-10 Hoffmann-La Roche Inc. Polarizer device
EP0407830B1 (en) 1989-07-10 1996-09-25 F. Hoffmann-La Roche Ag Polarizer
EP0416157A1 (en) 1989-09-07 1991-03-13 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Polarizer
JPH03132603A (en) 1989-10-18 1991-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polarizer
JP2924055B2 (en) 1989-12-08 1999-07-26 セイコーエプソン株式会社 Reflective liquid crystal display
US5235449A (en) 1990-03-02 1993-08-10 Hitachi, Ltd. Polarizer with patterned diacetylene layer, method for producing the same, and liquid crystal display device including such polarizer
JPH03289692A (en) 1990-04-06 1991-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Spatial light modulation element and hologram image recording device using same
JP2681304B2 (en) 1990-05-16 1997-11-26 日本ビクター株式会社 Display device
US5157526A (en) 1990-07-06 1992-10-20 Hitachi, Ltd. Unabsorbing type polarizer, method for manufacturing the same, polarized light source using the same, and apparatus for liquid crystal display using the same
JP2902456B2 (en) 1990-08-09 1999-06-07 株式会社豊田中央研究所 Inorganic polarizing thin film
US5113285A (en) 1990-09-28 1992-05-12 Honeywell Inc. Full color three-dimensional flat panel display
US5122887A (en) 1991-03-05 1992-06-16 Sayett Group, Inc. Color display utilizing twisted nematic LCDs and selective polarizers
EP0518111B1 (en) 1991-05-29 1997-04-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection image display system
DE69213234T2 (en) 1991-06-13 1997-03-06 Minnesota Mining & Mfg RETROREFLECTIVE POLARIZER
US5245471A (en) 1991-06-14 1993-09-14 Tdk Corporation Polarizers, polarizer-equipped optical elements, and method of manufacturing the same
DE69221968T2 (en) 1991-06-28 1998-03-05 Philips Electronics Nv Image display device
US5122907A (en) 1991-07-03 1992-06-16 Polatomic, Inc. Light polarizer and method of manufacture
JP2796005B2 (en) 1992-02-10 1998-09-10 三菱電機株式会社 Projection exposure apparatus and polarizer
US5422756A (en) 1992-05-18 1995-06-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Backlighting system using a retroreflecting polarizer
EP0601210B1 (en) 1992-06-30 2002-03-27 Citizen Watch Co. Ltd. Liquid crystal display unit and liquid crystal projector using this liquid crystal display unit
JPH06138413A (en) 1992-10-29 1994-05-20 Canon Inc Plate type polarized light separating device and polarized light illuminating device using the same
JP3250853B2 (en) 1992-11-09 2002-01-28 松下電器産業株式会社 Liquid crystal display device and projection display device using the same
US5333072A (en) 1992-12-31 1994-07-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective liquid crystal display overhead projection system using a reflective linear polarizer and a fresnel lens
US5325218A (en) 1992-12-31 1994-06-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cholesteric polarizer for liquid crystal display and overhead projector
TW289095B (en) 1993-01-11 1996-10-21
US5594561A (en) 1993-03-31 1997-01-14 Palomar Technologies Corporation Flat panel display with elliptical diffuser and fiber optic plate
JP3168765B2 (en) 1993-04-01 2001-05-21 松下電器産業株式会社 Polarizing device and projection display device using the polarizing device
US5486935A (en) 1993-06-29 1996-01-23 Kaiser Aerospace And Electronics Corporation High efficiency chiral nematic liquid crystal rear polarizer for liquid crystal displays having a notch polarization bandwidth of 100 nm to 250 nm
JPH0784252A (en) 1993-09-16 1995-03-31 Sharp Corp Liquid crystal display device
CA2148579C (en) 1993-10-01 1999-11-02 Raytheon Company Active matrix liquid crystal subtractive color display with integral light confinement
US5517356A (en) 1993-12-15 1996-05-14 Corning Incorporated Glass polarizer for visible light
BE1007993A3 (en) 1993-12-17 1995-12-05 Philips Electronics Nv LIGHTING SYSTEM FOR A COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE AND circular polarizer SUITABLE FOR USE IN SUCH A LIGHTING SYSTEM AND COLOR IMAGE PROJECTION DEVICE CONTAINING SUCH LIGHTING SYSTEM WITH circular polarizer.
JP3278521B2 (en) 1994-01-28 2002-04-30 松下電器産業株式会社 Rear projection type image display
PE20196A1 (en) * 1994-03-09 1996-08-11 Daewoo Electronics Co Ltd OPTICAL PROJECTION PROVISION
US5513023A (en) 1994-10-03 1996-04-30 Hughes Aircraft Company Polarizing beamsplitter for reflective light valve displays having opposing readout beams onto two opposing surfaces of the polarizer
KR0147607B1 (en) * 1994-11-25 1998-09-15 김광호 Optic system of reflection type lcd projector
JPH08184711A (en) 1994-12-29 1996-07-16 Sony Corp Polarization optical element
DE69611563T2 (en) * 1995-03-23 2001-06-21 Ibm Effective optical system for a high-resolution projection display with reflection light valves
JPH09178943A (en) * 1995-12-26 1997-07-11 Sony Corp Polarizing optical element
US5833360A (en) 1996-10-17 1998-11-10 Compaq Computer Corporation High efficiency lamp apparatus for producing a beam of polarized light
WO1998051087A2 (en) * 1997-05-07 1998-11-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Image projection system
JP3444521B2 (en) * 1997-06-20 2003-09-08 シャープ株式会社 Projection type image display device
US6108131A (en) * 1998-05-14 2000-08-22 Moxtek Polarizer apparatus for producing a generally polarized beam of light
US6082861A (en) * 1998-09-16 2000-07-04 International Business Machines Corporation Optical system and method for high contrast projection display

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5383053A (en) * 1992-04-07 1995-01-17 Hughes Aircraft Company Virtual image display having a high efficiency grid beamsplitter

Also Published As

Publication number Publication date
AU767996B2 (en) 2003-11-27
JP4672942B2 (en) 2011-04-20
CA2380435A1 (en) 2001-02-08
CN1371486A (en) 2002-09-25
KR100795253B1 (en) 2008-01-15
CN1201198C (en) 2005-05-11
EP1200874B1 (en) 2014-03-12
KR20020021158A (en) 2002-03-18
HK1048366B (en) 2005-12-16
JP2003506746A (en) 2003-02-18
AU767996C (en) 2004-11-04
EP1200874A4 (en) 2005-03-02
NO20020398L (en) 2002-02-28
EP1200874A1 (en) 2002-05-02
TW517172B (en) 2003-01-11
NO20020398D0 (en) 2002-01-25
HK1048366A1 (en) 2003-03-28
AU6501300A (en) 2001-02-19
WO2001009677A1 (en) 2001-02-08
US6234634B1 (en) 2001-05-22
BR0012784A (en) 2002-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO328462B1 (en) Image projection system with polarization beam parts
US6666556B2 (en) Image projection system with a polarizing beam splitter
US7306338B2 (en) Image projection system with a polarizing beam splitter
KR100880761B1 (en) Image projection system with a polarizing beam splitter
JP4638056B2 (en) Reflective LCD projection system using wide-angle polarizing beam splitter
JPH08271854A (en) Device for projection of image of light source
JPH10501076A (en) High-efficiency lighting device and image projection device including the lighting device
US20140092364A1 (en) Apparatus and method for combining laser beams of different polarization
JPH08271855A (en) Device for display of image on screen
US6320628B1 (en) Projection type color liquid crystal display apparatus capable of enhancing optical utilization efficiency
US6229648B1 (en) Compact projector
JPH05181135A (en) Polarizing illuminating device and projection display device using it
JP2011059461A (en) Projection display device
KR20000003888A (en) Project-type image display device
TW200405061A (en) Image display device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees